Anthropic、Claudeが30以上のオープンソースバイオモレキュラーモデルを最適化したと報告

Anthropicは2026年9月17日に研究投稿を公開し、Claudeが4週間未満で30以上のオープンソースバイオモレキュラーモデルを最適化し、同社によれば平均で約4倍の速度向上を実現したと報告した。Anthropicは最適化されたコードをオープンソース化し、Adaptyv Bioと共同で主催するタンパク質設計コンペティションを発表した。

36の最適化パッケージとFlashPairformerカーネル

研究投稿および付随する技術報告書によると、社内の汎用研究モデルが36の実装向けに最適化パッケージを生成し、30以上のオープンソースモデルを6つのファミリーにわたってカバーした：共フォールディングおよび構造予測（14パッケージ）、幻覚（3）、構造生成（6）、逆フォールディング（3）、ゲノミクス（7）、タンパク質言語モデル（3）。Anthropicは、Claudeはバイオモレキュラーモデリングの経験を持つ技術スタッフ2名が主に監督し、推論最適化やカーネルエンジニアリングの経験はないと述べた。

各パッケージは元のモデル重みで実行され、最大3つのモードを提供する：Exactは未変更モデルの出力をビット単位で再現するよう設計され、Fastはわずかな数値精度を犠牲にして速度を向上させ、Bigはメモリ使用量を削減し、より大きな入力がGPUメモリに収まるようにする。報告書によれば、Exactモードは14の構造予測モデルのフォワードパスを、NVIDIA H100 GPU上で未変更モデルに比べ平均1.6倍高速で実行し、Fastモードは対象となる13モデルで平均4.1倍、Bigモードは平均3.4倍の速度向上を示した。

AlphaFold3、OpenFold3、Boltz-2などの最新の構造予測モデルは、実行時間とメモリの多くをトライアングルアテンションとトライアングル乗算に費やす。これら2つの演算はトークン数の三乗に比例したコストがかかる。NVIDIAはこれらの演算向けに専用カーネルを開発しており、最初はcuEquivariance、最近ではBioNeMo Inference Runtimeで提供されている。同じボトルネックに対して、ClaudeはカスタムGPUカーネルのセットであるFlashPairformer v1を開発した。報告書によれば、FlashPairformer v1はペア幅128（AlphaFold3およびBoltz-2で使用）においてトライアングルアテンションを標準カーネルより2.7倍高速、ペア幅256（Protenix v2で使用）では2.9倍高速に実行し、トライアングル乗算はそれぞれ1.7倍および3.2倍高速で、単一のNVIDIA H100上で測定された。

共有カーネルに加えて、Claudeは各モデル固有の最適化も行い、元のコードが再計算していた中間結果のメモ化、定数出力を持つ分岐の定数畳み込み、CUDAグラフキャプチャ、カーネル融合などを実装した。報告書によれば、構造予測モデルに対するFastモードの速度向上はOpenDDEで2.3倍からChai-1で6.4倍までの範囲で、ゲノミクスおよびタンパク質言語モデルはExactモードで1.2倍から5.0倍の向上を得た。

精度に関して、報告書はFoldBench-Lite（13のモデル構成にわたる1,925組のモデル–ターゲットペアの統合ベンチマーク）全体で、デフォルト設定での許容できるインターフェース予測率は54.8%、Exactで55.0%、Fastで54.5%、Bigで54.2%であり、統計的に有意な差は見られなかったと述べている。制限事項としては、測定がH100 GPUのみで行われたこと、ColabFoldの速度向上が同プロジェクトが独自の融合カーネルをリリースする前のバージョン1.6.1と比較されたこと、そしてExactおよびFastモードがデフォルトに比べ最大3.2倍のメモリを使用することが挙げられる。

大規模バイオモレキュラーシステム向けのBigモード

Anthropicは、Claudeの低メモリBigモードにより、10,000トークン（アミノ酸、ヌクレオチド、そして小分子やイオンの原子）を超えるバイオモレキュラーシステムの正確なモデリングと、70,000トークンを超えるシステムの推論が、単一のNVIDIA GPUノード上で可能になると述べており、同投稿ではこれを従来は実現不可能だったタスクと説明している。Bigモードで正確に予測された分子機械には、ヒトミトコンドリア複合体I、TRiCシャペロン複合体、プロテアソーム、そして細菌の70Sリボソームが含まれ、いずれも実験構造と非常に近く、TMスコアは0.92から0.997の範囲であると報告されている。Anthropicは、これらは同社の知る限り、構造予測モデルで正確に折りたたまれた最大規模の構造の一つであるとし、報告書はAlphaFold3の論文が7,663トークンの正確な40Sリボソーム予測をハイライトし、AlphaFold3が最大768トークンのクロップで訓練されたことに言及している。

最適化の限界を検証するため、Claudeは8つのB300 GPUからなる1ノードを用いて、約31,000から70,000以上の残基を持つウイルスカプシド全体やタンパク質コンパートメントの構造予測を実行した。7回の実行はすべて完了したが、すべての予測はコンパクトな球状に崩壊し、評価されたTMスコアは0.08から0.14であった。報告書は、この崩壊は一般化に失敗したことを示すと仮定し、アセンブリがAlphaFold3の最大訓練クロップの40〜90倍の大きさであるためであり、結果をモデルが学習した内容ではなく、計算可能な範囲の拡大として位置付けている。

単一GPUでのバインダーデザイン

Anthropic の以前のバインダー設計作業では、Claude は約 16,000 語のプロンプトから動作し、サブエージェントを使用し、AI インフラストラクチャプラットフォーム Modal 上でターゲットあたり最大 $10,000、約 2,500 時間の H100 GPU を 24 時間以内に費やすことができました。新しい設定では、単一の Claude モデルが NVIDIA H200 GPU 1 台と 24 時間の実時間を割り当てられ、約 1,100 語のプロンプトから作業し、サブエージェントも人間による指示もありませんでした。3 つのモデル、Mythos 5.1、Mythos 5、Opus 5 は、いずれも以前の研究の 16 ターゲットに対して実行されました。

報告書によると、実験的結合を予測するとされる in silico スコア ipSAE の中央値は、Opus 5 が 0.785、Mythos 5.1 が 0.781、Mythos 5 が 0.739 で、以前のキャンペーンは 0.749 でした。ベストデザインスコアはそれぞれ 0.833、0.825、0.813 で、以前は 0.817 です。単一 GPU の実行では GPU 予算が約 100 倍小さく抑えられ、GPU とトークンに合計約 $150 を費やすことで、以前のキャンペーンと同等の in silico パフォーマンスが達成されたと報告されています。これらの実行から得られたデザインは実験的にテストされておらず、スコアは実験結果ではなく in silico 測定値であることも明記されています。

オープンソースリリース条件

Anthropic は、元コードが Apache License 2.0 の下で提供される 36 のドロップイン最適化キット（ツールごとに 1 つ）を含む公開 GitHub リポジトリにコードを公開しました。最初の公開リリースは 2026 年 9 月 17 日にコミットされました。これらのキットは共通の off、exact、fast、big モード語彙を共有し、Linux x86-64 上の NVIDIA H100 80 GB GPU 用に構成されています。一部のキットは A100、H200、B200、または B300 の構成も提供します。リポジトリは、このリリースが参照用リリースであり、メンテナンスされず、貢献も受け付けないこと、また初回リリースから 1 週間以内に事前構築済み Docker および Apptainer イメージが提供される予定であることを記しています。

Adaptyv Bio とのタンパク質設計コンペティション

Anthropic は、Adaptyv Bio と共同で、種間交差反応性、pH 感受性、ペプチド‑MHC 特異性、さらには GPCR などの困難なターゲットを含む、現在のタンパク質設計能力の最前線にある 5 つの課題を選定したと述べました。コンペティションページによると、両組織は実験的検証のために 100 万ドルを共同で提供し、Adaptyv の自動化ラボで 5,000 件以上のタンパク質デザインを参加者に無償でテストします。Anthropic はさらに Claude クレジットとして 100 万ドルを追加提供するとしています。Anthropic の投稿では、Modal が最大 25 万ドルの計算クレジットを提供し、Twist Bioscience がコンペティション用の DNA を提供することも明記されています。

参加トラックは 3 つ用意されています。研究室や企業向けトラックでは、学術チームに最大 $50,000、産業チームに最大 $25,000 の Claude クレジットが提供され、約 20 チームが選抜され、各課題につき最大約 18 件のデザインのラボテストが予約されます。個人研究者または最大 3 名のチーム向けトラックでは、コンペティション期間中に無料で Claude Max 20x アクセスが提供されます。自己支援型オープントラックでは、Claude の使用は任意です。

応募期間は 2026 年 9 月 16 日から 9 月 24 日までで、選抜されたチームには 2026 年 9 月 28 日までに通知されます。5 つの週次チャレンジは 2026 年 9 月 28 日から 10 月 31 日まで実施され、実験的検証は 2026 年 11 月 30 日までに完了する予定で、結果は 2026 年 12 月 15 日に Proteinbase に掲載されます。参加者はデザインの所有権を保持し、すべての実験結果（ネガティブ結果を含む）はオープンに公開され、現金賞金はありません。ページはスケジュールを「計画通りで変更の可能性がある」と記載しています。