AlphaEvolve: así funciona la nueva IA que diseña algoritmos

Google DeepMind acaba de dar un gran paso en el desarrollo de inteligencia artificial con el lanzamiento de AlphaEvolve, un sistema que utiliza LLMs, evaluación automatizada y aprendizaje evolutivo para crear nuevos algoritmos. No estamos solo ante una herramienta que escribe código: AlphaEvolve lo diseña, lo reescribe, lo mejora y lo selecciona, siguiendo un enfoque inspirando en la evolución biológica.

¿Qué es AlphaEvolve?

AlphaEvolve es un agente de codificación evolutiva que automatiza todo el proceso de creación y optimización de algoritmos. Utiliza un conjunto de modelos LLM (como Gemini), un sistema distribuido de evaluación y una base de datos de programas para iterar sobre soluciones de manera autónoma.

Este sistema ha logrado, por ejemplo, rediseñar la multiplicación de matrices de forma más eficiente que el algoritmo de Strassen de 1969, y ha contribuido a resolver problemas matemáticos complejos como el problema del número de besos en 11 dimensiones.

¿Cómo funciona AlphaEvolve?

La arquitectura de AlphaEvolve puede dividirse en cinco componentes clave y un bucle de control distribuido, como se muestra en el esquema oficial de DeepMind:

1. Prompt sampler

El científico o ingeniero configura las plantillas de prompt que guiarán a los modelos LLM para generar nuevas variantes de código. Este componente selecciona un programa base y sus “inspiraciones” (programas similares o relevantes) de la base de datos.

prompt = prompt_sampler.build(parent_program, inspirations)

2. LLMs ensemble

Se utilizan uno o varios modelos de lenguaje para proponer modificaciones al código original (llamadas diffs). A partir del prompt generado, el modelo sugiere cambios que mejoren la eficiencia, claridad o capacidad algorítmica.

diff = llm.generate(prompt)

3. Evaluators pool

Un conjunto de evaluadores ejecuta el nuevo programa modificado (child_program) y mide su rendimiento en función de criterios definidos: velocidad, consumo de memoria, precisión, etc.

4. Program database

Todos los programas generados y evaluados se almacenan en esta base de datos, junto con sus métricas. Esto permite seleccionar los mejores candidatos y sirve como base para futuras generaciones evolutivas.

5. Distributed controller loop

Es el corazón del sistema, donde se repite el ciclo:

Se selecciona un programa «padre» con buenos resultados.
Se genera un nuevo prompt para mutarlo.
Se obtiene una modificación vía LLM.
Se aplica el cambio al programa original.
Se evalúa.
Si es mejor, se guarda y pasa a la siguiente generación.

Un ejemplo práctico de impacto

Durante su desarrollo, AlphaEvolve ha sido capaz de generar un algoritmo de multiplicación de matrices más eficiente que el de Strassen, que había sido el estándar durante más de 50 años. Este tipo de innovación automatizada sugiere que estamos entrando en una era donde las IAs no solo ejecutan órdenes, sino que contribuyen directamente al avance científico.

Implicaciones para la comunidad tecnológica

Automatización del descubrimiento algorítmico: Los investigadores pueden centrarse en definir objetivos y criterios de evaluación, mientras AlphaEvolve hace el trabajo sucio de exploración de soluciones.
Aceleración del progreso: La capacidad de generar mejoras sin intervención humana directa abre la puerta a un ciclo de innovación mucho más rápido.
Co-creación entre humanos e IA: AlphaEvolve no sustituye al programador, lo potencia. Puede ser una herramienta para descubrir enfoques nuevos que el humano analiza, interpreta y adapta a contextos específicos.

AlphaEvolve es mucho más que un generador de código. Es un sistema que aprende, mejora y evoluciona como un organismo digital. Una evolución natural del paradigma de la IA, que podría redefinir nuestra relación con la programación y la resolución de problemas matemáticos y computacionales.

En The Black Box Lab seguiremos de cerca su evolución, porque sin duda estamos ante una nueva era en la inteligencia artificial generativa.

The Black Box Lab

AlphaEvolve: la IA que diseña algoritmos más allá de la capacidad humana