Chaque semaine, notre analyse recueille des signaux faibles - et moins faibles - concernant les changements mondiaux, la sécurité nationale et internationale, les risques politiques et géopolitiques qui intéressent les acteurs privés et publics.
Une course s'est engagée pour les technologies quantiques ou la science de l'information quantique (SQI). En effet, si l'on considère dans un premier temps et notamment les conséquences en termes de cryptologie - surnommée "crypto-apocalypse" - aucun pays ne peut autoriser un autre État ou une entreprise étrangère à être le premier à développer l'informatique quantique.
Cependant, depuis que l'inquiétude initiale concernant la cryptologie a en quelque sorte déclenché la révolution quantique actuelle, la situation a changé, des découvertes ont eu lieu et les premières preuves de l'intérêt de la QIS en général et de l'informatique quantique en particulier existent maintenant.
En conséquence, ce qui aurait pu être considéré comme une évolution marginale, potentiellement lointaine et peut-être encore improbable, a maintenant changé pour quelque chose de beaucoup plus vaste, beaucoup plus proche du présent en termes de calendrier, et aussi beaucoup plus possible.
Les avantages potentiels - démontrés comme ils se sont déjà produits ou se produisent, ou encore sont imaginés comme se produisant dans le futur - qui pourraient découler du QIS sont si immenses que, une fois encore, aucun pays ni aucune entreprise de haute technologie ne peut se permettre de rester à la traîne dans la course aux quanta, ou pire encore, de l'ignorer.
En effet, ne pas bénéficier de ces changements pourrait signifier être mis de côté et voir le QIS utilisé contre soi-même. Par exemple, il est évident qu'aucune entreprise impliquée dans l'informatique et les technologies de l'information ne peut ignorer la course et ce que l'avènement de l'informatique quantique pourrait avoir comme activité principale. De nombreux pays, dans un monde où la sécurité est importante, sont obligés d'avoir ce que d'autres pourraient développer.
La révolution quantique, en outre, se déroule dans un monde où l'intelligence artificielle (IA), au moins aussi profonde, existe et se développe parallèlement au QIS, alors que les deux se perturbent mutuellement. Par conséquent, il est encore plus difficile de prévoir l'avenir des applications des technologies quantiques et leur impact.
Néanmoins, Être capable d'imaginer et de prévoir l'utilisation des technologies quantiques fait également partie de la course aux quanta. Ceux qui seront en tête de la course sont ceux qui pourront d'abord exploiter le plus grand nombre possible d'utilisations des technologies quantiquesen plus de développer la détection quantique, les communications quantiques, l'informatique quantique et les simulations quantiques.
Dans cet article, nous commencerons à esquisser cette première et difficile dimension : comment imaginer et prévoir le futur monde quantique. En effet, il s'agit d'un domaine fondamental mais sous-estimé du QIS. Nous allons également décrire les domaines qui pourraient être considérés comme sensibles en termes de sécurité, tout en indiquant les secteurs industriels qui seront les plus touchés.
Après avoir souligné le défi et la spécificité de prévoir un monde quantique et pourquoi nous devrions en fait fusionner le quantique avec l'IA, et donc plutôt prévoir un nouveau monde d'IA quantique, nous nous tournerons d'abord vers les communications quantiques et l'impact sur la sécurité, tant pour les États que pour les entreprises. Ensuite, nous nous pencherons sur les changements résultant de la détection et de la métrologie quantiques. Enfin, nous nous concentrerons sur la manière dont l'informatique et les simulations quantiques auront un impact croissant sur un plus large éventail d'activités, de la logistique et de l'optimisation aux ports intelligents quantiques, avec par exemple des conséquences sur la route maritime arctique du Nord, en passant par la recherche de solutions au changement climatique.
Une partie de cet article sera intégrée, outre d'autres points, dans un prochain discours prononcé lors de la Conférence internationale sur l'informatique quantique (ICoCQ)qui se déroulera en France à l'Ecole Normale Supérieure, Paris, du 26 au 30 novembre 2018. La conférence présentera une perspective actualisée sur le domaine florissant de l'informatique quantique. En conséquence, pour l'instant, une grande partie de cet article est proposé en avant-première exclusive à nos membres.
Vers un monde d'IA quantique ?
Les changements mêmes permis par les technologies quantiques sont encore difficiles à imaginer, notamment parce que les évolutions résulteront d'un processus en quatre étapes au moins.
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ARTICLE COMPLET 4657 MOTS - 18 PAGES (PDF)
À propos de l'auteur: Dr Hélène LavoixM. Lond, PhD (relations internationales), est le directeur de la Red (Team) Analysis Society. Elle est spécialisée dans la prévision et l'alerte stratégiques pour les questions de sécurité nationale et internationale. Elle se concentre actuellement sur l'intelligence artificielle et la sécurité.
Bibliographie et notes
*Un Universal Quantum Computer est un ordinateur qui peut accomplir tout type d'opération. Il est appelé ainsi par opposition aux ordinateurs quantiques qui seraient spécifiques à une application.
Las Heras U, Di Candia R, Fedorov KG, Deppe F, Sanz M, Solano E.Las Heras, U et al. "L'illumination quantique révèle le masquage inducteur de déphasage". Rapports scientifiques vol. 7,1 9333. 24 août 2017, doi:10.1038/s41598-017-08505-w.
Neukart, Florian Gabriele Compostella, Christian Seidel, David von Dollen, Sheir Yarkoni, Bob Parney, "Optimisation des flux de trafic à l'aide d'un recuit quantique", 4 août 2017 (v1), dernière révision le 9 août 2017 (cette version, v2) arXiv:1708.01625v2).
Incertitude critique ➚ Défi possible dans la course actuelle à la puissance de l'IA pour les acteurs privés et publics - l'Allemagne riposte, mais la route à suivre est compétitive. L'éventuelle rupture quantique de l'IA pourrait être un choix stratégique fructueux pour l'Allemagne, ainsi que pour la France et le Royaume-Uni (dans une perspective européenne géographique et historique).
➚➚ Accélérer l'expansion de l'IA
➚➚ Accélérer l'émergence du monde AI
➚➚ Augmentation des chances de voir les technologies quantiques avoir un impact sur l'IA (et vice versa) ➚➚L'escalade de la course à la puissance de l'intelligence artificielle dans le monde ➚➚Un défi croissant pour le reste du monde
➚ Potentiel d'escalade de la tension entre l'Europe, les États-Unis et la Chine
Le 14 novembre 2018, le gouvernement allemand a lancé sa nouvelle stratégie numérique (voir ci-dessous dans les sources). Dans cette stratégie, on trouve le Strategie Künstliche Intelligenz, "KI als Markenzeichen für Deutschland" / "KI made in Germany".
"La stratégie d'intelligence artificielle (IA) est d'amener la recherche et le développement, et l'application de l'IA en Allemagne, à un niveau de pointe dans le monde entier..."
Selon cette stratégie, 3 milliards d'euros ($3,93 milliards) devraient être investis d'ici 2025, allant notamment à la recherche pour les fonds fédéraux, tandis qu'un montant équivalent devrait être fourni par le secteur privé. Si l'on compte que le plan dure plus de sept ans, cela se traduit par un montant prévu de 428 millions d'euros par an pour le financement public ($560 millions), et autant provenant des entreprises allemandes.
Le point positif est que cela souligne la création d'un cadre envisageant un complexe de recherche-industrie public-privé pour l'IA, comme il en existe aux États-Unis d'une manière assez similaire - mais plus large - au complexe militaro-industriel d'Eisenhower (Discours du complexe militaro-industrielDwight D. Eisenhower, 1961). En effet, compte tenu des caractéristiques du développement de l'IA (en fait, à l'heure actuelle, une IA étroite, axée sur l'apprentissage profond) en cette fin de la deuxième décennie du 21e siècle, il serait vain de ne considérer que le financement public de l'IA, sans tenir compte également des acteurs privés.
Pourtant, il faut rappeler que seule l'Agence des projets de recherche avancée (DARPA) du ministère américain de la défense a investi $2 milliards pour une campagne de programme pour la prochaine génération d'IA ($2 Billion for Next Gen Artificial Intelligence for U.S. Defence - Signal). L'étude la plus récente du Service de recherche du Congrès américain "Intelligence artificielle et sécurité nationale” (26 avril 2018) a estimé que les entreprises technologiques américaines ont investi environ $20-$30 milliards en 2016, alors que "l'investissement non classifié du DOD dans l'IA pour l'année fiscale 2016 a totalisé un peu plus de $600 millions" (en utilisant respectivement McKinsey Global Institute, Artificial Intelligence, The Next Digital Frontier ?, juin 2017, pp. 4-6. et Govini, Department of Defense Artificial Intelligence, Big Data, and Cloud Taxonomy, 3 décembre 2017).
La Chine, pour sa part, prévoit d'investir $150 milliards dans le financement public de l'IA d'ici 2030 (CRS, Ibid.). Pendant ce temps, la société chinoise BATX, parmi d'autres sociétés chinoises, investit massivement dans l'IA et est très active.
Le montant prévu par l'Allemagne reste donc très faible par rapport aux leaders de la course, la Chine et les États-Unis. Il est néanmoins supérieur à ce que prévoit la France, à savoir investir 1,5 milliard d'euros sur cinq ans (300 millions d'euros par an).
En conséquence, la course à l'Allemagne, ainsi qu'à la France si nous adoptons une perspective plus européenne - à laquelle il faut ajouter le Royaume-Uni malgré Brexit, car les liens historiques et géographiques resteront - sera très probablement difficile, mais tout n'est pas perdu, loin de là, compte tenu de l'environnement très changeant et fluide. Des surprises sont certainement possibles.
Le gouvernement allemand entend donner forme à la révolution numérique et préparer au mieux le pays pour l'avenir. À cette fin, le gouvernement a élaboré un ensemble de mesures qui sont résumées dans une stratégie de mise en œuvre.
Le label "KI made in Germany" est un label international de qualité pour les produits KI modernes, sophistiqués et de grande qualité sur la base des standards européens. Damit das gelingt, hat das Kabinett die von BMWi-Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, BMBF und BMAS gemeinsam vorgelegte Strategie Künstliche Intelligenz beschlossen.
"Internet est un nouveau territoire", a déclaré la chancelière allemande Angela Merkel en 2013. C'est un commentaire qui a suscité le ridicule, mais qui a en même temps indiqué l'approche peu enthousiaste de l'Allemagne en matière de numérisation. Cinq ans plus tard, l'Allemagne a finalement rejoint le parti.
Le réchauffement de l'Arctique est le théâtre d'une révolution maritime, géopolitique et géo-économique en cours.
Ainsi, fin août 2018, la société danoise Maersk, l'un des principaux armateurs du monde et "la plus grande compagnie de transport maritime par conteneurs au monde, tant par la taille de sa flotte que par sa capacité de chargement" (site web), a envoyé un premier porte-conteneurs empruntant cette route, afin de tester son utilisation commerciale. Le navire allait de Vladivostok à Saint-Pétersbourg, par le détroit de Béring, en longeant la côte nord de la Sibérie (Tom Embury-Morris, "Un porte-conteneurs traverse la route de l'Arctique pour la première fois de l'histoire en raison de la fonte de la glace de mer”, L'Indépendant18 septembre 2018).
Depuis 2013, chaque année, le nombre de convois de fret chinois empruntant la route maritime russe du Nord, également appelée passage du Nord-Est, augmente grâce au réchauffement rapide de la région, qui la transforme en un espace navigable. Entre-temps, les autorités politiques, économiques et militaires russes ont lancé un vaste programme de développement des infrastructures, de la navigation et de la défense de cette zone de 4500 km de long, qui relie le détroit de Béring à la frontière entre la Russie et la Norvège.
Pendant ce temps, les compagnies énergétiques russes, chinoises et françaises développent de nombreuses et massives opérations pétrolières et gazières dans la zone économique exclusive maritime russe en plein réchauffement (Jean-Michel Valantin, "Le réchauffement de l'Arctique russe : où convergent les intérêts stratégiques de la Russie et de l'Asie ?”, The Red Team Analysis Societyle 23 novembre 2016). Cet effort impressionnant de la Russie est encore plus important pour comprendre que la Russie est un géant mondial de l'énergie et qu'elle s'efforce de conserver ce statut. Actuellement, la Russie possède de vastes réserves de pétrole et de gaz, avec plus de 80 milliards de barils de réserves prouvées et 44,6 billions de mètres cubes de réserves de gaz naturel, supérieures à celles de l'Iran (Agence américaine d'information sur l'énergie, "Russie", 28 juillet 2015).
En septembre 2018, l'armée russe a organisé des manœuvres géantes en Sibérie et dans l'Extrême-Orient russe. L'armée chinoise a été associée à cet exercice "Vostok 18". Puis, du 23 octobre 2018 au 7 novembre 2018, l'OTAN a organisé les manœuvres "Trident Juncture 2018" dans la région arctique, entre la Norvège et l'Islande, menant ainsi son plus grand exercice militaire depuis la fin de la guerre froide en 1991 (Christopher Woody, "L'US Navy se rapproche de la Russie dans des conditions de gel et prévoit de rester sur place.“, Initié aux affaires7 novembre 2018).
Dans ce contexte, on peut voir que la présence et les manœuvres militaires de la Russie, de la Chine et de l'OTAN dans l'Arctique sont intimement liées à la révolution géophysique que connaît la région par son réchauffement rapide dû au changement climatique, car c'est son réchauffement qui rend possible l'ouverture de la route maritime du Nord ainsi que son développement énergétique. En d'autres termes, la militarisation de l'Arctique n'est rien d'autre qu'un complément au développement industriel et commercial par les différents acteurs de cette toute nouvelle situation géophysique/géo-économique. Cela signifie que les manœuvres militaires russes et chinoises dans l'Arctique font partie de son développement économique : cette extension de la puissance économique nationale à la puissance militaire correspond assez précisément à la définition du mercantilisme élaborée au XVIIe siècle, lorsque les grandes puissances européennes, notamment la France et la Grande-Bretagne, ont utilisé des moyens militaires pour servir leurs intérêts économiques nationaux ("Mercantilisme”, Encyclopedia Britannica). Ainsi, la militarisation de l'Arctique par la Russie, la Chine et les membres de l'OTAN apparaît comme une nouvelle forme de mercantilisme à l'ère du changement climatique
Ces événements soulèvent la question de savoir s'ils sont liés par "plus" que les opportunités qui émergent du réchauffement de l'Arctique dû au changement climatique. On peut se demander s'ils ne sont pas aussi les manifestations d'une profonde réorganisation de la mondialisation qui serait motivée par la pression exercée par les nouveaux intérêts nationaux géo-économiques, qui se rencontrent et se heurtent dans l'Arctique en réchauffement.
Pour répondre à cette question, nous allons d'abord examiner la signification stratégique de la militarisation actuelle de certaines zones de l'Arctique. Ensuite, nous verrons comment le réchauffement de l'Arctique russe attire différents intérêts nationaux asiatiques et devient ainsi un nouvel espace géo-économique reliant l'Asie à la Russie et à la zone de l'Atlantique Nord. Ensuite, nous verrons comment le croisement des intérêts nationaux géo-économiques et militaires pourrait signaler l'émergence du "néo-mercantilisme".
Armées de l'Arctique (réchauffement)
Du 25 octobre au 7 novembre 2018, l'Organisation du traité de l'Atlantique Nord (OTAN) a organisé pour la première fois des manœuvres gigantesques dans la région arctique, baptisées Trident Juncture. Ces manœuvres ont mobilisé 50.000 soldats, 150 avions, 10.000 véhicules terrestres et 60 navires de guerre. Elles étaient centrées sur la Norvège et l'Islande, où des exercices de débarquement, de déploiement et de combat ont eu lieu. Elles ont été menées pour démontrer la capacité de réaction face à un adversaire hypothétique et anonyme qui mettrait en danger un autre membre de l'OTAN dans la région arctique. Cet "anonymat" officiel n'a pas empêché la Russie de protester officiellement contre cet exercice militaire qui se déroulait très près de ses frontières terrestres et maritimes (Christopher Woody, "La Russie mène ses exercices de missiles au coude à coude avec les plus grands jeux de guerre de l'OTAN depuis des années”, Initié aux affaires31 octobre 2018).
https://www.youtube.com/watch?v=nXrrS6Czu-M
Cependant, il faut noter que, du 11 au 17 septembre 2018, l'armée russe a organisé des manœuvres militaires massives de son propre chef, baptisées Vostock 18, mobilisant 300.000 soldats, plus de 36.000 véhicules terrestres, 80 navires de guerre et 1000 avions. Pour la première fois, les autorités politiques et militaires russes avaient invité l'Armée populaire de libération chinoise à participer à cet exercice, donnant ainsi une signification géopolitique supplémentaire à cet événement en démontrant la proximité politique et militaire de la Russie et de la Chine face à d'éventuelles menaces stratégiques (Lyle J. Goodstein, "Ce que signifie l'exercice Vostok-18 de la Russie avec la Chine“, L'intérêt national5 septembre 2018).
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Jean-Michel Valantin(PhD Paris) dirige le département Environnement et Géopolitique de la Société d'analyse (équipe) rouge. Il est spécialisé dans les études stratégiques et la sociologie de la défense, avec un accent sur la géostratégie de l'environnement et de l'intelligence artificielle.
Image : Les Marines américains avec la 24ème unité expéditionnaire de la marine participant à l'exercice Trident Juncture 18, déchargent un véhicule amphibie d'assaut, transporté sur un coussin d'air d'une embarcation de débarquement, à Ålvund, Norvège, le 30 octobre 2018. Trident Juncture 18 renforce la capacité des États-Unis et des Alliés et partenaires de l'OTAN à travailler ensemble pour mener des opérations militaires dans des conditions difficiles, 30 octobre 2018, par le corps des Marines des États-Unis ; photo du caporal Menelik Collins, domaine public.
(Cet article est une version entièrement mise à jour de l'article original publié en novembre 2011 sous le titre "Creating a Foresight and Warning Model" : Cartographie d'un réseau dynamique (I)"). Cartographier les risques et les incertitudes est la deuxième étape d'un processus adéquat pour anticiper et gérer correctement les risques et les incertitudes. Cette étape commence par la construction d'un modèle qui, une fois terminé, décrira et expliquera le problème ou la question en jeu, tout en permettant l'anticipation ou la prévoyance. En d'autres termes, à la fin de la première étape, vous avez sélectionné un risque, une incertitude, ou une série de risques et d'incertitudes, ou encore un sujet de préoccupation, avec son calendrier et sa portée appropriés, par exemple, quels sont les risques et les incertitudes à [...]
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Éditorial:: L'article du New York Times “Pourquoi le meurtre de Jamal Khashoggi a résonné" par Megan Specia réfléchit à ce que beaucoup se demandent ces derniers temps. Pourquoi diable le meurtre de M. Khashoggi, un crime assurément atroce, assurément terrible pour sa famille et assurément mal, mais un événement qui n'appartient guère aux relations internationales et encore moins aux grands événements historiques, serait-il au centre de l'attention non seulement des médias mais aussi des acteurs internationaux, qu'ils soient publics ou privés ?
Une attaque potentielle contre la liberté de la presse ou la dénonciation des violations des droits de l'homme par l'Arabie saoudite ne peut être une réponse suffisante, compte tenu du nombre de journalistes assassinés ou emprisonnés d'une part, et des violations des droits de l'homme dans de nombreux pays d'autre part. En fait, la plupart du temps, ces événements ne font pas de bruit.
Megan Specia (Ibid.) donne une réponse en quatre points principaux : "M. Khashoggi était un écrivain éminent qui avait des amis puissants" ; "Un meurtre à l'intérieur d'un consulat, souvent un lieu de refuge, est choquant" ; "Des fuites aux médias turcs ont maintenu l'histoire à la une" ; "Le prince héritier saoudien avait déjà préparé le terrain pour une géopolitique tendue".
Ses premier et dernier points sont certainement les plus intéressants, surtout s'ils sont lus ensemble, car ils pointent vers une guerre de factions à l'intérieur de l'Arabie Saoudite, avec des ramifications à l'extérieur du pays et des manipulations des médias et de l'opinion publique. Il est inquiétant de constater que l'opération de propagande - à supposer qu'il y en ait une - a extrêmement bien fonctionné, les chefs d'État, les diplomates et les PDG étrangers tombant dans le piège et devenant des pions dans un jeu qu'ils ne maîtrisent pas.
Mais il y a aussi un autre point qui doit être souligné, ou pour le moins réfléchi, à propos de l'affaire Khashoggi et de sa résonance, un point lié à l'opinion publique internationale : de plus en plus, des événements et des dynamiques importants, voire cruciaux, sont complètement minimisés ou ne suscitent absolument aucun intérêt alors que, au contraire, des questions non pertinentes le font.
Pour prendre un exemple très simple, les phénomènes météorologiques extrêmes s'accumulent dans le monde entier, tandis que la Le groupe d'experts du GIEC a lancé son avertissement le plus sévère et le plus urgent Pourtant, on a l'impression que personne ne s'en soucie vraiment. Le site une tempête de grêle étonnante sur RomeLe 21 octobre, l'algorithme du Weekly n'a même pas attiré les foules et n'a pas fait la une de l'actualité internationale, du moins pas au même niveau que le meurtre de M. Khashoggi. Pourtant, les conséquences du changement climatique sont incroyablement plus importantes, pour le monde entier et pour chaque être humain, que ce qui s'est passé au consulat d'Arabie saoudite.
Pendant ce temps, la guerre froide touche enfin à sa fin en Asie de l'Est, l'intelligence artificielle et l'informatique quantique semblent pointer vers la naissance d'un tout nouveau paradigme, les tensions entre les Etats-Unis et la Chine sont fortes en effet... etc.
Pourtant, les gens préfèrent être fascinés par un meurtre.
La raison pour laquelle cela se produit mérite d'être réfléchie car, compte tenu des enjeux, notre survie même pourrait en dépendre.
Aussi désagréable soit-elle, on peut se demander si la surcharge d'informations créée par le web mondial et la façon dont l'intérêt des grands acteurs de la haute technologie finit par favoriser des contenus de très faible qualité, où l'analyse disparaît pour l'opinion, n'ont pas une grande part de responsabilité dans ce qui se passe.
On peut également se demander si les enjeux très réels, graves et menaçants qui se présentent ne sont pas si effrayants que les gens préfèrent simplement les ignorer dans une course folle vers l'avant, en saisissant toute information qui pourrait apaiser leur anxiété croissante. Dans ce cas, la fascination pour le meurtre de M. Khashoggi serait un symptôme de déni et d'évasion.
Dans les deux cas, après une analyse appropriée et détaillée, des réponses doivent être conçues, données et véritablement mises en œuvre.
Si une telle nouvelle dynamique avait eu lieu, le triste assassinat d'un journaliste aurait alors servi d'avertissement et, après tout, serait devenu un véritable événement historique.
Pour en savoir plus sur l'exploration de l'horizon, les signaux, leur nature et leur utilisation :
Lisez ci-dessous notre dernière analyse gratuite de l'horizon hebdomadaire.
Chaque section de l'analyse se concentre sur les signaux liés à un thème spécifique : le monde (politique internationale et géopolitique) ; l'économie ; la science ; l'analyse, la stratégie et l'avenir ; l'intelligence artificielle, la technologie et les armes ; l'énergie et l'environnement. Toutefois, dans un monde complexe, les catégories ne sont qu'un moyen pratique de présenter des informations, lorsque les faits et les événements interagissent au-delà des frontières.
The Weekly est l'analyse gratuite de The Red (Team) Analysis Society. Il se concentre sur l'incertitude politique et géopolitique, sur les questions de sécurité nationale et internationale.
Les informations recueillies (crowdsourcced) ne signifient pas une approbation, mais indiquent des problèmes et des questions nouveaux, émergents, croissants ou stabilisants.
Image en vedette : Les antennes du réseau ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), sur le plateau de Chajnantor dans les Andes chiliennes. Les grands et petits nuages de Magellan, deux galaxies compagnes de notre propre galaxie, la Voie lactée, sont visibles sous forme de taches brillantes dans le ciel nocturne, au centre de la photo. Ce photographie a été produit par l'Observatoire austral européen (ESO), ESO/C. Malin [CC BY 4.0], via Wikimedia Commons.
Alors que nous entrons dans la "quatrième révolution industrielle", dans l'ère de la transformation numérique, dans un nouvel "IA-monde" et dans la "seconde révolution quantique", la sécurité nationale et internationale doit s'adapter. Elle doit le faire en anticipant ce monde futur, en évitant les surprises et les menaces tant nouvelles qu'anciennes, tout en saisissant les immenses possibilités offertes par ce qui n'est rien moins qu'un changement de paradigme (Pour les labels, respectivement, Klaus Schwab, Forum économique mondial, Hélène Lavoix, La future intelligence artificielle - série Powered World, The Red Team Analysis SocietyJonathan P. Dowling, Gerard J. Milburn, "Quantum Technology : The Second Quantum Revolution", 13 juin 2002, arXiv:quant-ph/0206091v1).
La stratégie relative au cyber-espace et à la cyber-sécurité varie selon les pays - et les acteurs. Elle est gérée de différentes manières par différents types d'agences. Après avoir présenté brièvement les principaux acteurs étatiques français, britanniques et américains de la cyber-sécurité, nous nous concentrons sur la perspective française et l'ANSSI, ses objectifs et sa récente initiative de réflexion, Agora 41.
La France, le Royaume-Uni et les États-Unis - bref aperçu
En France, l'Agence Nationale de la Sécurité des Systèmes d'Information (ANSSI), créée le 7 juillet 2009, s'occupe de la sécurité du monde digital. Elle est l'autorité nationale pour toutes les questions liées à la défense et à la sécurité des systèmes d'information et, de ce fait, conduit la Stratégie nationale de sécurité numérique française (2015). Néanmoins, d'autres dimensions du cyber-espace restent sous l'autorité d'autres parties de l'État, notamment le ministère de l'Intérieur et le ministère de la Défense, qui prévoit un budget de 1,6 milliards d'euros pour 2019-2025 pour la cyber-sécurité, tandis que son commandement en matière de cyber-défense, créé en 2016, verra une augmentation de ses dépenses de personnel (Benjamin Hue, "La France va renforcer son arsenal contre la cybercriminalité"RTL, 24 janvier 2018). Une nouvelle stratégie nationale en matière de cyber-sécurité sur cinq ans, avec un budget global clair, est nécessaire, et pourrait être en préparation (Ibid.).*
L'ANSSI et le NCSC sont les héritiers de la mission cryptographique passée des institutions étatiques. L'ANSSI est le dernier né de la Direction Technique des Chiffres (DTC) créée en 1943 à Alger (Histoire de l'ANSSI). De son côté, le NCSC, à travers le GCHQ, est ancré dans le célèbre Bletchley Park qui, grâce notamment à Turing, à l'équipe de codebreakers et aux Machine à bombes, a vaincu Enigma et ainsi contribué à la victoire des Alliés pendant la Seconde Guerre mondiale. Auparavant, ses origines remontent aux efforts de décryptage déployés par l'Amirauté et le War Office pendant la Première Guerre Mondiale (par exemple, GCHQ, "L'histoire du renseignement sur les signaux 1914-2014»).
En ce qui concerne les États-Unis, leur budget fédéral cybersécurité est de 15 milliards de dollars pour 2019, et éclipse les efforts européens, mais doit être partagé entre toutes les agences dotées de cyber-éléments, du Pentagone à la NASA en passant par la Small Business Administration (John Slye, "Le budget de l'exercice 2019 augmente le financement de la cybersécurité de près de $600 millions“, Deltek28 février 2018).
Cependant, et malgré la fameuse National Security Agency/Central Security Service (NSA/CSS), aucune nouvelle agence ni centre unifié n'est dédié au nouveau monde cybernétique et à sa sécurité, comme cela est fait en France et au Royaume-Uni (David H. Petraeus, "Les arguments en faveur d'une agence nationale de cybersécurité“, Centre Belfer5 septembre 2018). L’ Bureau de la cybersécurité et des communications de la Direction nationale de la protection et des programmes (NPPD) au sein du Département de la sécurité intérieure (DHS) pourrait être vu comme approchant le système britannique ou français. Cependant, en tant qu'"Office", il ne dispose pas de l'autonomie, du poids et du leadership que l'on peut trouver en Europe. En outre, vu son emplacement et le nombre d'autres agences impliquées dans la cyber-sécurité, il est très probable que l'OCC / NPPD consacre du temps, des ressources et de l'énergie à des escarmouches et querelles administratives.
Cela dit, le budget américain consacré à la cybersécurité reste pour le moins très important. Qui plus est, les États-Unis bénéficient d'un "cyber-écosystème" qui est un atout formidable. Cet écosystème est créé par le cyber-budget fédéral et les agences et bureaux en bénéficiant, les GAFA et autres sociétés telles que Intel, NVIDIA et IBM, pour en nommer seulement quelques-unes, la Silicon Valley, des milliardaires patriotes et concernés et des universités de classe mondiale, comme le montre l'initiative de 1 milliard de dollars du MIT "pour faire face aux opportunités et aux défis mondiaux présentés par la prédominance de l'informatique et la montée de l'intelligence artificielle (IA)" qui inclus un don de 350 millions de dollars de Stephen A. Schwarzman, PDG de Blackstone (Révision du MIT, “Le MIT se remodèle pour façonner l'avenir“).
Une perspective complète et plus détaillée devrait notamment inclure la Chine.
L'ANSSI, de la stratégie à l'anticipation et au groupe de réflexion
En tant que leader de la stratégie française de cybersécurité, l'ANSSI vise à atteindre cinq objectifs principaux (site web):
"Garantir la souveraineté nationale" : notamment défense de l'intérêt national fondamental dans le cyber-espace.
"Apporter une réponse forte contre les actes de cybermalveillance" : Promouvoir l'utilisation de l'espace cybernétique et protéger les citoyens, en réagissant fermement contre tout type de cybercriminalité.
"Informer le grand public", c'est à dire la sensibilisation à la sécurité numérique.
"Faire de la sécurité numérique un avantage concurrentiel pour les entreprises françaises".
"Renforcer la voix de la France à l'international", soit l'influence française internationale, à travers la définition des normes, la promotion de la stabilité cybernétique mondiale, et la promotion de l'autonomie européenne.
Qui plus est, l'ANSSI doit avoir une forte activité de prospective stratégique et d'anticipation sur tous les horizons temporels pour pouvoir assurer la sécurité du nouveau monde émergent, tout en faisant face aux menaces et aux risques très concrets du présent.
En effet, par exemple, parmi de nombreux impacts, l'informatique quantique perturbera complètement la transmission sécurisée des données, tandis que les villes et les entreprises qui utilisent abondamment l'intelligence artificielle (par apprentissage en profondeur/Deep Learning) devront être sécurisées. La communication quantique, quant à elle, tente par exemple de développer de nouveaux réseaux quantiques sur lesquels pourrait être construit dans le futur un internet quantique (Edd Gent, "De l'informatique quantique à l'Internet quantique - une feuille de route“, SingularityHub22 octobre 2018). L'informatique quantique, ou plus largement les technologies quantiques, et l'intelligence artificielle, s'accélérant et se perturbant mutuellement, comme nous l'avons vu (Les bouleversements à venir de l'informatique quantique, de l'intelligence artificielle et de la géopolitique (1)(15 octobre 2018) créeront de nouveaux cyber-défis auxquels les agences, les entreprises et les citoyens doivent être préparés.
Les vidéos ci-dessous illustrent un possible avenir et ses enjeux de sécurité (bande annonce française de la série TV Personne d'intérêt saison 4 de J.J. Abrahams et trailer officiel en anglais ; NVIDIA GTC China 2017 Keynote Recap, notamment la partie sur les villes intelligentes).
Dans le même temps, alors que les impacts multidimensionnels néfastes du changement climatique se propagent et s'intensifient, les conséquences sur la cybersécurité doivent également être prises en compte.
Comme le souligne le Sénat,
"L'un des axes retenus dans la stratégie de l'ANSSI pour la période 2016-2020, intitulé " connaissance et anticipation " a pour objectif de renforcer sa capacité à mener des travaux de prospective, à anticiper les nouvelles menaces et à favoriser l'émergence de nouvelles technologies ou de nouveaux usages susceptibles d'avoir un impact en matière de sécurité informatique.”(Projet de loi de finances pour 2018 : Direction de l'action du Gouvernement : Coordination du travail gouvernemental"23 novembre 2017)
Dans ce cadre, l'ANSSI a lancé un programme de réflexion original, Agora 41, au sein duquel 41 experts ont été sélectionnés et invités à participer à une nouvelle expérience visant à développer des solutions innovantes pour soutenir l'agence dans sa mission.
Cinq thèmes ont été sélectionnés pour servir la réalisation de la stratégie de cybersécurité et de ses objectifs, tout en respectant les impératifs de prospective stratégique.
Imaginaire, Cyber-monde et Sécurité
Entrent les GAFA et BATX : De nouvelles règles pour un nouveau jeu sur un nouvel échiquier ?
Gagner la Guerre des Talents
Cyber-cohabitation
Mettre en place un cyber-écosystème victorieux pour la sécurité
Chaque membre d'Agora 41 a choisi un thème principal, tout en ayant la possibilité d'interagir sur les autres questions. Ce système cherche à permettre des discussions fructueuses avec échanges horizontaux entre questions.
Ensemble, ces efforts pourraient contribuer à façonner non seulement la future cybersécurité, mais également notre cyber-futur.
Clause de non-responsabilité: L'auteur participe à l'effort Agora 41 mais reste indépendant dans ses réflexions, condition sine qua non du succès de l'initiative de sensibilisation de l'ANSSI. Les opinions exprimées dans ce rapport représentent les vues et interprétations de l'auteur, sauf indication contraire. Cet article n'implique pas l'approbation de la politique, des programmes ou des réglementations par l'ANSSI.
À propos de l'auteur: Dr Hélène Lavoix, PhD Lond (Relations internationales), est la directrice de The Red (Team) Analysis Society. Elle est spécialisée dans la prospective stratégique et l'alerte en matière de sécurité nationale et internationale. Elle se concentre actuellement sur l'intelligence artificielle, l'informatique quantique et la sécurité.
Image en vedette: L'Argonne".Systèmes urbains couplés à plusieurs échelles"Ce projet vise à aider les urbanistes à mieux examiner les systèmes complexes, à comprendre les relations entre eux et à prévoir comment les changements les affecteront. Le but ultime est d'aider les responsables à identifier les meilleures solutions pour le bénéfice des communautés urbaines. (Image par le Laboratoire national d'Argonne).
Alors que nous entrons dans la "quatrième révolution industrielle", l'ère de la transformation numérique, un nouveau "monde AI" émergent et la "deuxième révolution quantique", la sécurité nationale et internationale doit s'adapter. Elle doit le faire en anticipant ce monde futur, en évitant les surprises liées aux nouvelles - mais aussi aux anciennes - menaces et aux dangers, tout en saisissant les immenses opportunités offertes par ce qui n'est rien de moins qu'un changement de paradigme (Pour les labels, respectivement, Klaus Schwab, Forum économique mondial, Hélène Lavoix, La future intelligence artificielle - série Powered World, The Red Team Analysis SocietyJonathan P. Dowling, Gerard J. Milburn, "Quantum Technology : The Second Quantum Revolution", 13 juin 2002, arXiv:quant-ph/0206091v1).
La stratégie relative au cyberespace et à la cybersécurité varie selon les pays - et les acteurs. Elle est traitée de différentes manières par différents types d'agences. Après avoir brièvement présenté les principaux acteurs étatiques français, britanniques et américains de la cybersécurité, nous nous concentrerons sur les perspectives françaises et présenterons l'ANSSI, ses objectifs et enfin la nouvelle initiative de sensibilisation, Agora 41.
La France, le Royaume-Uni et les États-Unis - un bref aperçu
En France, l'Agence Nationale de la Sécurité des Systèmes d'Information (ANSSI) - L'Agence nationale pour la cybersécurité, créée le 7 juillet 2009, s'occupe de la sécurité du monde cybernétique. Elle est l'autorité nationale pour toutes les questions liées à la défense et à la sécurité des systèmes d'information et, par conséquent, dirige le Stratégie nationale de sécurité numérique de la France (2015). Néanmoins, d'autres dimensions de la cyberdéfense restent sous la responsabilité d'autres types d'autorités étatiques, notamment le ministère de l'intérieur et le ministère de la défense, qui prévoit un budget de 1,6 milliard d'euros pour 2019-2025 pour la cyberdéfense, tandis que son commandement de la cyberdéfense, créé en 2016, verra ses effectifs augmenter (Benjamin Hue, "La France va renforcer son arsenal contre la cybercriminalité“, RTLle 24 janvier 2018). Une nouvelle cyberstratégie nationale sur cinq ans, dotée d'un budget global clair, est nécessaire et pourrait être mise en place prochainement (Ibid.).*
L'ANSSI et la NCSC sont toutes deux les héritières de l'ancienne mission cryptographique des institutions étatiques. L'ANSSI est le dernier enfant de la Direction Technique des Chiffres (DTC) créée en 1943 à Alger (Histoire de l'ANSSI). Pour sa part, la NCSC, par le biais du GCHQ, est en effet ancrée dans le plus célèbre Bletchley Parkqui, grâce notamment à Turing, à l'équipe de déchiffreurs et à la Machine à bombes ils ont créé, vaincu la machine à énigmes allemande et ont ainsi contribué à la victoire des Alliés pendant la Seconde Guerre mondiale . Avant cela, ses origines remontent aux efforts de décryptage du Bureau de l'Amirauté et de la Guerre pendant la première guerre mondiale (par exemple, le GCHQ, "L'histoire du renseignement sur les signaux 1914-2014″).
La cybersécurité aux États-Unis bénéficie d'un budget fédéral de $15 milliards pour l'exercice 2019, ce qui éclipse les efforts européens, mais qui doit être partagé entre toutes les agences ayant un élément cybernétique, de la NASA à la Small Business Administration (John Slye, "Le budget de l'exercice 2019 augmente le financement de la cybersécurité de près de $600 millions“, Deltek28 février 2018).
Néanmoins, et malgré la fameuse National Security Agency/Central Security Service (NSA/CSS), aucune nouvelle agence ni aucun centre global ne gère le nouveau monde cybernétique et sa sécurité de la manière la plus développée en France et au Royaume-Uni (David H. Petraeus, "Les arguments en faveur d'une agence nationale de cybersécurité“, Centre Belfer5 septembre 2018). Le site Bureau de la cybersécurité et des communications de la Direction nationale de la protection et des programmes (NPPD) au sein du Département de la sécurité intérieure (DHS) pourrait être considéré comme un effort se rapprochant de l'approche britannique et française. Cependant, étant un Bureau, il n'a pas l'autonomie, le poids et le leadership que l'on peut trouver en Europe. De plus, de par sa localisation même et par le nombre d'autres agences impliquées, l'OCC/NPPD devra très probablement consacrer du temps, des ressources et de l'énergie aux escarmouches et querelles administratives.
Cela dit, le budget américain consacré à la cybersécurité reste très important. En attendant, les États-Unis bénéficient d'un "cyberécosystème", qui est un atout formidable. Cet écosystème est créé par le cyberbudget fédéral et les agences et bureaux qui en bénéficient, la GAFA - et d'autres sociétés telles qu'Intel, NVIDIA et IBM pour ne citer qu'elles - la Silicon Valley, les patriotes et les milliardaires concernés et les universités de classe mondiale, comme le montre l'initiative $ 1 milliard MIT "pour répondre aux opportunités et défis mondiaux présentés par la prédominance de l'informatique et l'essor de l'intelligence artificielle (IA)", y compris un don de $350 millions de Stephen A. Schwarzman, PDG de Blackstone (Révision du MIT, “Le MIT se remodèle pour façonner l'avenir“).
Une perspective complète et plus détaillée devrait notamment inclure la Chine, si nous voulons fournir une meilleure image globale.
L'ANSSI, de la stratégie à l'anticipation et à la sensibilisation
En tant que chef de file de la stratégie française de cybersécurité, l'ANSSI vise à atteindre cinq objectifs principaux (site web):
Défense de l'intérêt national fondamental dans le cyberespace.
Promouvoir l'utilisation du cyberespace et protéger les citoyens, avec une réponse forte contre tout type de cybercriminalité.
Sensibilisation à la sécurité numérique.
Transformer la sécurité numérique en un avantage concurrentiel pour les acteurs économiques français.
Renforcer l'influence internationale [élaboration de normes, promotion de la cyber-stabilité mondiale, promotion de l'autonomie européenne - mon résumé].
En outre, l'ANSSI doit avoir une forte activité de prospective stratégique et d'anticipation sur tous les horizons temporels pour pouvoir assurer la sécurité du nouveau monde émergent, tout en faisant face aux menaces et aux risques très concrets du présent. En effet, par exemple, parmi de nombreux autres impacts, l'informatique quantique va complètement bouleverser la transmission sûre des données, tandis que les villes et les entreprises utilisant abondamment l'intelligence artificielle dans sa composante d'apprentissage profond devront être sécurisées. Les communications quantiques permettent, par exemple, de créer des réseaux quantiques sur lesquels pourrait être construit à l'avenir un internet quantique (Edd Gent, "De l'informatique quantique à l'Internet quantique - une feuille de route“, SingularityHub22 octobre 2018). L'informatique quantique, ou plus largement les technologies quantiques, et l'IA, s'accélèrent et se perturbent mutuellement, comme nous l'avons vu ("La prochaine perturbation de l'informatique quantique, l'intelligence artificielle et la géopolitique (1)", 15 octobre 2018), va créer des cyberdéfis complètement nouveaux qui doivent être envisagés et pour lesquels les agences étatiques, les entreprises et les citoyens doivent être préparés.
Les vidéos ci-dessous, notamment lorsqu'elles sont visionnées ensemble, peuvent nous aider à imaginer à quoi pourrait ressembler l'avenir et sa sécurité (bande annonce de Personne d'intérêt Saison 4 par J.J. Abrahams ; Récapitulation de la note-clé de NVIDIA GTC China 2017, notamment la partie sur les villes intelligentes).
En attendant que les effets multidimensionnels néfastes du changement climatique s'étendent et s'intensifient, les conséquences sur la cybersécurité doivent également être prises en compte.
Comme l'a souligné le Sénat,
"Un des axes retenus dans la stratégie de l'ANSSI pour la période 2016-2020,"la connaissance et l'anticipation". a pour but de renforcer la capacité de faire des efforts de prospective, d'anticiper les nouvelles menaces et de favoriser l'émergence de nouvelles technologies ou de nouveaux usages qui pourrait avoir un impact en termes de cybersécurité" ("Projet de loi de finances pour 2018 : Direction de l'action du Gouvernement : Coordination du travail gouvernemental"(23 novembre 2017)
Dans ce cadre, l'ANSSI a lancé un programme de sensibilisation original, l'Agora 41, où 41 experts ont été sélectionnés et invités à participer à une nouvelle expérience de réflexion hors des sentiers battus et interdisciplinaire pour soutenir l'agence dans sa mission.
Cinq thèmes ont été choisis pour servir la réalisation de la cyberstratégie et de ses objectifs, tout en obéissant à la nécessité de la prospective stratégique.
Imaginer le cybermonde et sa sécurité
Entrez dans le GAFA et le BATX : De nouvelles règles pour un nouveau jeu sur un nouveau plateau ?
Gagner la guerre des talents
Cyber-cohabitation
Permettre un cyber-écosystème victorieux pour la sécurité
Chaque membre de l'Agora 41 a choisi un thème central, tout en ayant la possibilité d'interagir sur d'autres questions. Ce système vise à permettre des discussions plus fructueuses et un maximum de retours d'information sur les questions.
Ensemble, ces efforts de facilitation pourraient contribuer à façonner non seulement la cybersécurité future, mais aussi notre cyberavenir même.
* Il est quasiment impossible d'évaluer précisément le budget de l'ANSSI de l'extérieur compte tenu de son "autonomie budgétaire limitée" au sein du Secrétariat général de la défense et de la sécurité nationale du Premier ministre - SGDSN ("Projet de loi de finances pour 2018 : Direction de l'action du Gouvernement : Coordination du travail gouvernemental"(23 novembre 2017). Comme l'a souligné le Sénat (Solutions Numériques, "ANSSI : un rapport sénatorial préconise d'élargir son autonomie de gestion budgétaire".(19 avril 2018), cette autonomie partielle ne peut que contribuer à occulter des besoins vitaux et nuire à l'efficacité de l'ANSSI en lui refusant des ressources vitales, d'autant plus que ses missions sont et seront élargies dans un avenir prévisible. En attendant, le risque de querelles et de tracasseries administratives est accru.
Clause de non-responsabilité: L'auteur fait partie de l'effort Agora 41, mais reste indépendante dans sa pensée, condition sine qua non du succès de l'initiative de sensibilisation de l'ANSSI. Les opinions exprimées dans ce rapport représentent les vues et les interprétations de l'auteur, sauf indication contraire. Cet article n'implique pas l'approbation d'une politique, d'un programme ou d'une réglementation par l'ANSSI.
Image en vedette: L'Argonne".Systèmes urbains couplés à plusieurs échelles"Ce projet vise à aider les urbanistes à mieux examiner les systèmes complexes, à comprendre les relations entre eux et à prévoir comment les changements les affecteront. Le but ultime est d'aider les responsables à identifier les meilleures solutions pour le bénéfice des communautés urbaines. (Image par le Laboratoire national d'Argonne).
Ceci est une mise à jour de l'article du 17 septembre 2018 analysant les coûts économiques du changement climatique sur l'économie américaine en 2018. Cette mise à jour intègre les conséquences, et surtout les coûts, du super-ouragan "Michael", qui a frappé la Floride, puis la Géorgie, la Caroline du Nord et la Virginie, entre le 10 et le 14 octobre 2018 (Camilla Domonoske, "Michael coûtera des milliards aux assureurs, mais ne submergera pas l'industrie, selon les analystes", NPRle 14 octobre 2018).
"Michael" a pris la relève de "Florence", la monstrueuse tempête qui a frappé et battu la côte Est des Etats-Unis le 12 septembre 2018. Il semble qu'il s'agisse d'un nouveau "pic" de catastrophe liée au climat. Il pourrait annoncer une transition vers un scénario plus grave, compte tenu des 12 derniers mois de conditions climatiques infernales.
Le 12 octobre, la société chinoise Huawei a lancé sa nouvelle plateforme de services de simulation de nuages de haute qualité en informatique quantique (Communiqué de presse). Le 13 septembre 2018, la Chambre des représentants des États-Unis approuvé le "H.R. 6227 : Loi sur l'initiative quantique nationale" avec un budget de $1,275 milliards de dollars de 2019 à 2023 pour la recherche quantique. L'investissement annuel du gouvernement chinois dans la science quantique est estimé à $ 244 millions (CRS, "Federal Quantum Information Science : Une vue d'ensemble2 juillet 2018). L'UE Le navire amiral Quantum prévoit jusqu'à présent d'investir 100 millions d'euros par an, auxquels il faut ajouter les investissements nationaux. Les plus grandes entreprises technologiques, qu'elles soient américaines, européennes ou asiatiques, et plus particulièrement chinoises, financent la R&D quantique. Cela annonce le début d'une nouvelle course aux technologies quantiques.
En effet, les innovations scientifiques et technologiques en cours liées à l'univers quantique ont le potentiel de modifier fondamentalement le monde tel que nous le connaissons, tout en accélérant et même en perturbant plus spécifiquement le domaine de l'intelligence artificielle (IA). Les progrès des technologies quantiques ont été surnommés la "deuxième révolution quantique" (Jonathan P. Dowling, Gerard J. Milburn, "Quantum Technology : The Second Quantum Revolution", 13 juin 2002, arXiv:quant-ph/0206091v1).
Dans ce premier article, nous expliquerons ce qu'est cette révolution quantique, puis nous la réduirons à l'endroit où elle interagit avec l'IA, en fait, elle pourrait accélérer et perturber la dynamique actuelle. Cet article s'adresse aux physiciens non quantiques, des analystes aux décideurs et aux responsables politiques, en passant par les lecteurs intéressés et concernés, qui ont besoin de comprendre les technologies quantiques. En effet, ces dernières vont révolutionner le monde en général, l'IA en particulier, ainsi que la gouvernance, la gestion, la politique et la géopolitique, notamment lorsqu'elles sont combinées à l'IA. Nous utiliserons autant que possible des exemples réels pour illustrer notre texte.
Nous allons d'abord expliquer où se situent les technologies quantiques, c'est-à-dire la mécanique quantique. Nous nous concentrerons ensuite sur ces technologies quantiques - appelées Science de l'Information Quantique (SQI) - en nous concentrant notamment sur l'informatique et la simulation quantiques, mais aussi en passant brièvement en revue la communication quantique ainsi que la détection et la métrologie quantiques. Nous chercherons à comprendre ce qui se passe, comment la dynamique se déroule et l'état actuel des choses, tout en abordant la question du timing, c'est-à-dire quand l'informatique quantique commencera-t-elle à avoir un impact sur le monde.
Enfin, nous nous pencherons sur l'intersection entre les technologies quantiques et l'IA - en fait le sous-domaine émergent de l'apprentissage par machine quantique ou même l'IA quantique - en soulignant les accélérations et les perturbations possibles. Nous mettrons donc en évidence pourquoi et comment les technologies quantiques sont un moteur et un enjeu pour l'IA.
Sur la base de la compréhension acquise ici, les prochains articles approfondiront les impacts potentiels futurs sur le monde politique et géopolitique.
De la mécanique quantique aux nouvelles technologies quantiques
Actuellement, les principes de la mécanique quantique sont nouvellement appliqués à toute une série de domaines, ce qui ouvre de nouvelles possibilités dans de nombreux domaines.
La mécanique quantique ou physique quantique est une discipline scientifique qui a débuté au tout début du 20ème siècle, avec, dans un premier temps, les travaux de Max Planck sur le spectre des couleurs (pour un résumé rapide et clair de l'évolution du domaine, lire, par exemple, Robert Coolman, "Qu'est-ce que la mécanique quantique ?“, LiveScience26 septembre 2014).
La mécanique quantique est "l'expression générale des lois de la nature dans un monde fait de particules omniprésentes et presque imperceptibles" (Roland Omnes, Philosophie quantique : Comprendre et interpréter la science contemporaine, 1999, p.82). C'est le règne de l'infiniment petit. La mécanique quantique a contribué à une série de changements scientifiques qui touchent au cœur même de notre compréhension. Comme l'a dit Omnes,
"Nous perdons la représentation spontanée du monde... le bon sens est vaincu" (ibid.).
Même si le bon sens a été remis en question, les scientifiques n'ont pas abandonné le projet scientifique et ont poursuivi leurs travaux. Aujourd'hui, les propriétés mêmes qui ont choqué la communauté scientifique et la nouvelle compréhension du monde qui a émergé avec la mécanique quantique sont utilisées pour développer de nouvelles technologies.
En bref, au niveau du monde quantique, on observe une "nature ondulatoire de la lumière et de la matière" (Biercuk et Fontaine, "Le saut dans la technologie quantique...“, La guerre sur les rochers, novembre 2017). Deux propriétés résultantes des systèmes quantiques sont alors fondamentales pour l'effort technologique actuel, à savoir la superposition et l'enchevêtrement.
Superposition signifie que "les systèmes quantiques peuvent être (vaguement) décrits comme existant simultanément en plus d'un endroit jusqu'à ce que le système soit observé" (Ibid.). Une fois que le système est observé, il se fixe à un endroit, et on dit que "la superposition s'effondre" (Ibid.).
Enchevêtrement signifie que "les particules liées peuvent être "contrôlées à distance", quelle que soit la distance qui les sépare. Manipulez le partenaire local d'une paire enchevêtrée et vous manipulez instantanément son partenaire enchevêtré également" (Ibid.).
S'appuyant notamment sur ces propriétés, les scientifiques développent le domaine technologique appelé Science de l'Information Quantique (SQI), composé de la détection et de la métrologie quantiques, de la communication quantique et de l'informatique et de la simulation quantiques, auxquelles s'ajoutent des recherches sur les matériaux quantiques. Nous nous concentrerons plus particulièrement ici sur l'informatique quantique.
Comprendre la science de l'information quantique
Calcul et simulation quantiques
Le calcul quantique consiste à exploiter les propriétés quantiques, notamment la superposition et l'intrication, "pour effectuer un certain calcul" (CRS, juillet 2018) d'une manière incroyablement plus rapide que ce qui est réalisé aujourd'hui par les plus puissantes capacités de calcul haute performance (HPC), même les ordinateurs à l'échelle de l'espace, qui sont actuellement en cours de construction (voir Gagner la course à l'informatique à grande échelle).
L'utilisation de l'informatique quantique devrait être particulièrement prometteuse pour les simulations quantiques, c'est-à-dire "l'utilisation d'un système quantique contrôlable [l'ordinateur quantique] pour étudier un autre système quantique moins contrôlable ou accessible" (Georgescu, et al, "Simulation quantique". 2013). En d'autres termes, l'informatique quantique est la meilleure approche pour étudier et simuler des systèmes situés au niveau quantique et ainsi afficher des propriétés quantiques.
L'informatique quantique, un développement initié par le souci de la sécurité
L'idée d'un ordinateur quantique a été développée en 1981 (publiée en 1982) par le physicien américain Richard P. Feynman, qui pensait utiliser les propriétés quantiques pour simuler la physique et même la mécanique quantique ("Simuler la physique avec des ordinateurs“, Journal international de physique théorique, VoL 21, n° 6/7, 1982). Au départ, elle présentait surtout un intérêt théorique (Simon Bone et Matias Castro, "Une brève histoire de l'informatique quantique".Imperial College London).
Ensuite, l'incroyable puissance de calcul d'un ordinateur quantique en fonctionnement a fait prendre conscience qu'une "cryptopocalypse" pouvait se produire. En effet, en 1994, le mathématicien Peter Shor a formulé un algorithme, "l'algorithme de Shor", montrant qu'"un ordinateur quantique ayant quelques dizaines de milliers de bits quantiques et capable d'effectuer quelques millions d'opérations de logique quantique pouvait factoriser de grands nombres et ainsi casser l'omniprésent système de cryptographie à clé publique RSA" - la méthode la plus utilisée pour chiffrer la transmission de données (Peter Shor, "Algorithmes en temps polynomial pour la factorisation primaire et les logarithmes discrets sur un ordinateur quantique1994, 1995 ; Seth Lloyd, & Dirk Englund, Orientations futures du traitement quantique de l'information, août 2016, p.6 ).
Ce sont les découvertes de Shor en 1994 qui ont suscité l'intérêt pour l'informatique quantique, à partir de laquelle ont évolué les technologies quantiques (Bone et Castro, Ibid. ; Lloyd & Englund, Ibid, Biercuk, "Construire l'avenir quantique", vidéo, 2017). La naissance du QIS découlerait donc à la fois de la crainte et de l'intérêt que suscite le développement d'un tel ordinateur quantique : L'algorithme de Shor donnerait en effet un incroyable avantage de sécurité à ceux qui bénéficient d'un ordinateur quantique, car ils pourraient casser tous les codes présents, passés et futurs de leurs "concurrents" si ces acteurs utilisent les capacités informatiques classiques actuelles ainsi que les systèmes de cryptage actuels.
Qu'est-ce que l'informatique quantique ?
L'informatique quantique est actuellement en cours de développement. Les deux principaux défis de ce domaine sont de mettre au point un ordinateur quantique utilisable. Nous n'en sommes qu'au tout début de la construction du matériel, et d'apprendre à programmer ces nouveaux ordinateurs.
Qubits, matériel et certains des défis rencontrés
Les ordinateurs classiques stockent les informations sous forme de 0 et de 1, les bits ou les chiffres binaires.
Pour les lecteurs intéressés et à vocation scientifique, nous recommandons, parmi une multitude d'explications, de
Les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, avec lesquels "vous pouvez avoir zéro, un, et toute combinaison possible de zéro et de un, de sorte que vous obtenez un vaste ensemble de possibilités pour stocker des données" (Rachel Harken, "Une autre première pour Quantum“, Blog de l'ORNL23 mai 2018).
La courte vidéo ci-dessous (ChercheurLe rapport de la Commission européenne sur les ordinateurs quantiques (publié le 15 juillet 2018) explique (relativement) simplement ce que sont les qubits, la superposition et l'enchevêtrement, ainsi que les défis très pratiques à relever pour construire un ordinateur quantique - c'est-à-dire le matériel, comme la réfrigération, la façon de contrôler l'état d'un qubit et enfin la durée de vie des informations à l'intérieur d'un qubit, une propriété appelée cohérence. Il passe ensuite à quelques exemples de simulations et d'utilisations possibles.
Pour une compréhension encore meilleure de l'informatique quantique, et bien que la vidéo soit un peu longue - 24:15 - nous vous recommandons de prendre le temps de regarder la vidéo très claire, vivante et fascinante de Michael J. Biercuk de l'Université de Sydney, "Construire l'avenir quantique“.
Ainsi, pour obtenir un ordinateur quantique fonctionnel, en termes de matériel, il faut disposer d'un nombre suffisant de qubits pour procéder à votre calcul et le faire de manière à ce que les erreurs générées par les spécificités de l'informatique quantique, notamment la perte de cohérence ou de décohérence, ne soient pas trop graves pour défaire l'ensemble du système. La nécessité de prendre en compte les erreurs générées par le système quantique utilisé implique d'imaginer, de créer puis de mettre en œuvre la meilleure la correction des erreurs quantiques, tendant vers correction intégrale des erreurs quantiques. Une des difficultés est que la correction des erreurs est également fonction des qubits, ce qui multiplie donc le nombre de qubits qui doivent être opérationnels.
Par exemple, Justin Dressel de l'Institut californien d'études quantiques de l'Université Chapman a appliqué Austin G. Fowler et al.Codes de surface : Vers un calcul quantique pratique à grande échelle” (2012) à l'algorithme de Shor en utilisant comme étude de cas l'objectif de décrypter un cryptage RSA fort en utilisant une clé de 2048 bits. Il a calculé que pour qu'un ordinateur quantique atteigne cet objectif, son le nombre minimum de qubits serait de 109. Une telle machine devrait alors fonctionner pour 27 heurespour "comparer avec 6,4 quadrillions d'années pour un ordinateur de bureau classique fonctionnant avec le tamis à chiffres". Bien sûr, comme pour les ordinateurs classiques, plus de qubits réduiraient la durée d'exécution (pour le paragraphe, Justin Dressel, L'informatique quantique : État des lieuxRéunion du chapitre du CO ACM, 16 mai 2018).
En fait, nous sommes encore assez loin d'un 109 ordinateur qubit.
L'état des lieux en termes de processeurs de qubits...
Le 16 mai 2018, selon Dressel (Ibid.), deux principales implémentations concurrentes (d'autres étant en cours de développement) sont utilisées pour obtenir des qubits physiques, et ont jusqu'à présent donné les résultats suivants :
Méthode 1. Ions piégés - avec la meilleure performance
Université du Maryland (UMD)/Institut quantique commun (JQI)* : 53 qubits
Méthode 2. Circuits supraconducteurs - avec les meilleures performances
Google : 72 qubits - Britlescore
IBM : 50 qubits
Renseignements : 49 qubits (Emile Conover, ScienceNews5 mars 2018)
... et des simulateurs quantiques fonctionnant sur des ordinateurs classiques
Outre la création de matériel d'informatique quantique très réel, nous avons également la conception et le développement de simulateurs d'informatique quantique. Ceux-ci permettent aux chercheurs et aux scientifiques de commencer à expérimenter l'informatique quantique et notamment d'apprendre à programmer ces ordinateurs. En effet, les spécificités de l'informatique quantique exigent de nouvelles façons de programmer ces ordinateurs.
Par exemple, Atos a utilisé ses supercalculateurs HPC pour développer Atos Quantum Learning Machine (QLM) avec des appareils de 30 et 40 Qubits selon le niveau de puissance (Produit Atos QLM). Entre-temps, Atos a développé "un langage de programmation universel d'assemblage quantique (AQASM, Atos Quantum Assembly Language) et un langage hybride quantique de haut niveau" (Ibid.).
D'autres efforts similaires sont à l'œuvre, avec par exemple le Centre for Quantum Computation and Communication Technology de l'université de Melbourne capable de "simuler la sortie d'une machine de 60 bits", mais pour "seulement" une instance de l'algorithme de Shor (Andrew Tournson, "La simulation bat le record du monde de l'informatique quantique“, Futurité2 juillet 2018).
Comme mentionné dans le premier paragraphe, la société chinoise Huawei a annoncé le 12 octobre qu'elle lançait sa toute première plateforme de simulation d'informatique quantique par le biais de son service de cloud computing, HiQ (Communiqué de presse). "La plateforme HiQ peut simuler des circuits quantiques avec au moins 42-qubits pour des simulations en pleine amplitude" (ibid.), ce qui la rendrait légèrement plus puissante que la plateforme Atos QLM. Bien entendu, les performances doivent être testées par les scientifiques avant que de telles conclusions puissent être tirées avec certitude. Comme Atos, Huawei a également développé son cadre de programmation quantique. Contrairement au système d'Atos, HiQ "sera entièrement ouvert au public en tant que plate-forme habilitante pour la recherche et l'éducation quantiques" (Ibid.). Nous voyons ici émerger deux approches et stratégies différentes pour le développement de l'informatique quantique, qui sont et seront importantes pour les entreprises, les acteurs publics et les citoyens, ainsi que pour le domaine. Nous reviendrons sur ce point dans le prochain article.
Quand disposerons-nous d'ordinateurs quantiques fonctionnels ? Qu'est-ce que la suprématie quantique ?
En fait, nous disposons déjà d'ordinateurs quantiques en état de marche, mais leur puissance de calcul est encore faible et ils peuvent être considérés comme des prototypes.
Comme nous disposons déjà de ces prototypes ainsi que des simulateurs sur les machines classiques, la question actuelle, réelle et pertinente, doit être transformée en deux questions.
1- Quelle doit être la puissance de mon ordinateur quantique pour répondre à ma question ou résoudre mon problème ?
La première partie de notre question initiale relative au temps pourrait être formulée comme suit : quelle doit être la puissance de mon ordinateur quantique pour répondre à ma question ou résoudre mon problème ?
En d'autres termes, le type de calcul nécessaire pour résoudre un problème peut être réalisé plus facilement et plus rapidement sur un ordinateur quantique avec un petit nombre de qubits, mais de facto en utilisant des propriétés quantiques, que sur un ordinateur classique, où les caractéristiques quantiques mêmes nécessaires pour résoudre le problème en question exigeraient un énorme HPC, ou ne seraient tout simplement pas réalisables. Dans ce cas, la compréhension quantique du problème considéré et l'algorithme développé deviennent aussi importants, sinon plus, que le problème matériel quantique lui-même. En conséquence, les machines quantiques actuelles et les simulations quantiques peuvent être considérées comme déjà opérationnelles.
Autre exemple, le 4 octobre 2018, les chercheurs espagnols U. Alvarez-Rodriguez et al. ("Vie artificielle quantique dans un ordinateur quantique IBM“, Nature,(2018) ont publié les résultats de leurs recherches, selon lesquels ils ont réussi à créer un algorithme de vie artificielle quantique. Interviewé par NewsweekLamata, un membre de l'équipe scientifique, a expliqué :
"Nous voulions savoir si les comportements émergents des systèmes biologiques macroscopiques pouvaient être reproduits au niveau quantique microscopique", a-t-il déclaré. "Ce que nous avons découvert dans cette recherche est que de très petits dispositifs quantiques avec quelques bits quantiques pouvaient déjà émuler l'auto-réplication, en combinant des propriétés biologiques standard, telles que le génotype et le phénotype, avec de véritables propriétés quantiques, telles que l'enchevêtrement et la superposition" (Hannah Osborne, "La vie artificielle quantique créée pour la première foisNewsweek, 11 octobre 2018).
La simulation de création de vie a été réalisée en utilisant "l'architecture de circuit supraconducteur de l'ordinateur quantique IBM en nuage", avec "la puce d'informatique quantique IBM ibmqx4" (Alvarez-Rodriguez, et al., Ibid.), c'est-à-dire en utilisant IBM 5 Qqui compte 5 qubits avec une connectivité maximale de 4 qubits ("Qubit Qualité“, Rapport sur l'informatique quantique) .
Cette simulation illustre parfaitement comment l'informatique quantique peut être à la fois accélératrice et perturbatrice pour l'intelligence artificielle, comme nous le synthétiserons dans la troisième partie. En effet, comme le soulignent les conclusions et les perspectives du document de recherche, l'algorithme de vie artificielle quantique qui a fait ses preuves pourrait potentiellement être combiné avec le nouveau domaine émergent de l'apprentissage par machine quantique pour poursuivre "la conception d'agents quantiques intelligents et réplicables" (Alvarez-Rodriguez, et al., Ibid.). Nous atteindrions ici potentiellement un niveau d'IA totalement nouveau.
2- Quand disposerons-nous d'ordinateurs quantiques d'une puissance telle que les ordinateurs classiques, même les plus puissants, seront hors service ?
La deuxième partie de notre question concernant le calendrier pourrait être reformulée comme suit : quand disposerons-nous d'ordinateurs quantiques d'une puissance telle que les ordinateurs classiques, même les plus puissants, seront dépassés, c'est-à-dire quand les simulations quantiques réalisées sur les ordinateurs classiques deviendront-elles inutiles ?
C'est ce que Google appelle "atteindre la suprématie quantique", ou franchir la "frontière de la suprématie quantique", c'est-à-dire trouver "la plus petite tâche de calcul qui est d'une difficulté prohibitive pour les ordinateurs classiques d'aujourd'hui" et la dépasser grâce à un ordinateur quantique (Sergio Boixo, "La question de la suprématie quantique“, Blog de Google Ai4 mai 2018). L'idée de parvenir à la suprématie quantique est mieux expliquée par la diapositive suivante de la présentation de John Martinis (Google) "L'informatique quantique et la suprématie quantique” (Forum des utilisateurs du HPC, Tuscon, 16-18 avril 2018).
Diapositive de la présentation de John Martinis (Google) "Quantum Computing and Quantum Supremacy" (Forum des utilisateurs de HPC, Tuscon, 16-18 avril 2018).
S'appuyant sur la diapositive de Google, M. Dressel estime que nous avons presque atteint "l'échelle qu'il n'est plus possible de simuler à l'aide des superordinateurs classiques". Le défi actuel consiste à trouver des applications "à court terme" pour les dispositifs quantiques existants" (Ibid.).
Figure tirée d'une diapositive de Justin Dressel, de l'informatique quantique : État des lieux, réunion de la section ACM du CO, 16 mai 2018
Toutefois, comme des améliorations en termes de moyens de construire des simulations quantiques sur des machines classiques sont également en cours, alors le calendrier ainsi que le nombre de qubits nécessaires pour atteindre la suprématie quantique pourraient changer (Phys.org, "Des chercheurs simulent avec succès un circuit de 64 bits", 26 juin 2018 ; recherche originale : Zhao-Yun Chen et al, "Simulation de circuits quantiques à 64 bits“, Bulletin scientifique, 2018).
En attendant, Dressel (Ibid.) estime également que nous pouvons nous attendre à des puces d'un milliard de qubits dans environ 10 à 15 ans.
Figure tirée d'une diapositive de Justin Dressel, de l'informatique quantique : État des lieux, réunion de la section ACM du CO, 16 mai 2018
La disponibilité d'une telle puissance de calcul accélérerait évidemment l'IA tout en bouleversant complètement le paysage actuel entourant la révolution de l'IA contemporaine, des microprocesseurs développés et utilisés par exemple dans la course à l'exascale, à la puissance de ceux qui ont réussi à être en tête de la course en termes de HPC classique, mais nous reviendrons sur les implications politiques et géopolitiques dans le deuxième article de la série.
Communications quantiques
Évoluant logiquement à partir de la façon dont les technologies quantiques sont nées, les communications quantiques sont principalement concernées par le développement de la "cryptographie résistante aux quanta", comme le souligne le Aperçu stratégique national des États-Unis pour les sciences de l'information quantique, septembre 2018. Si l'informatique quantique peut être utilisée pour casser les cryptages existants, alors la mécanique quantique peut également être utilisée pour protéger le cryptage, notamment avec la cryptographie quantique (voir Définition de phys.org) ou la distribution de clés quantiques (QKD).
Les communications quantiques consistent donc à "générer des clés quantiques pour le cryptage" et, plus largement, à "envoyer des communications quantiques sécurisées (toute tentative d'écoute détruit la communication et l'écoute est détectée)". (CRS, juillet 2018, Ibid.).
Détection et métrologie quantiques
"'La détection quantique' décrit l'utilisation d'un système quantique, de propriétés quantiques ou de phénomènes quantiques pour effectuer une mesure d'une quantité physique" (Degen et al, 2016). Grâce aux capteurs quantiques, nous "mesurons des quantités physiques telles que la fréquence, l'accélération, la vitesse de rotation, les champs électriques et magnétiques, ou la température avec la plus grande précision relative et absolue". (Wicht et al., 2018). Cette vidéo du National Quantum Technology Hub britannique, "Capteurs et métrologie", explique très simplement ce sous-domaine.
https://www.youtube.com/watch?v=d33mTp0lNNE
Les applications, y compris en termes de sécurité nationale, sont nombreuses, des systèmes de positionnement global (GPS) aux sous-marins en passant, par exemple, par l'amélioration considérable de notre compréhension du cerveau humain et de la cognition, comme l'explique la vidéo présentée dans la dernière partie de l'article.
Ne pas exagérer les limites
Comme toujours, cependant, si les catégories entre les différentes sous-disciplines sont pratiques pour définir les champs, se concentrer et expliquer les sujets, les frontières ont tendance à être poreuses. Des rétroactions avec d'autres sous-domaines peuvent avoir lieu lorsque de nouvelles découvertes sont faites. Des innovations apparaissent également à l'intersection des différents sous-domaines, comme l'illustre la production de tourbillons de lumière dans la détection quantique, qui alimentent ensuite la communication quantique - comme, par exemple, des motifs de pétales uniques et identifiables peuvent former l'alphabet pour transmettre des informations (Matthew O'Donnell, "Motifs de pétales", Groupe de détection et de métrologie quantique chez Northrop Grumman, 17 mai 2018).
L'intersection entre le développement actuel de l'IA, qui a lieu principalement dans le domaine de l'apprentissage machine et plus spécifiquement de l'apprentissage profond, et la science de l'information quantique est potentiellement si fructueuse qu'elle donne naissance à une nouvelle sous-discipline, l'apprentissage machine quantique.
Vous trouverez ci-dessous certains des principaux domaines dans lesquels la recherche a lieu ou pourrait avoir lieu et où le développement actuel de l'IA pourrait être accéléré ou interrompu par les technologies quantiques, tandis que les possibilités de l'IA auraient également un impact positif sur l'informatique quantique.
La première accélération évidente et l'impact potentiellement perturbateur que l'informatique quantique pourrait avoir sur l'IA est qu'une fois qu'un matériel avec un nombre élevé de qubits sera disponible, alors la puissance de calcul (quantique) disponible également pour l'IA atteindra de nouveaux sommets. Il est probable que cela permettra de tester des méthodologies jusqu'ici impossibles, alors que des algorithmes trop complexes ou trop gourmands en puissance de calcul seront développés.
Ensuite, il est probable que nous assisterons à une intensification et à une multiplication du développement de la "création d'IA", comme ce qui a été fait par la combinaison d'algorithmes évolutifs et d'apprentissages de renforcement par Google Brain Team ainsi que par les scientifiques de l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) du ministère américain de l'énergie (voir Helene Lavoix, Quand l'IA a commencé à être créée - Intelligence artificielle et puissance de calcul, The Red Team Analysis Society7 mai 2018).
Quant aux simulations quantiques, certains scientifiques "postulent que les ordinateurs quantiques pourraient surpasser les ordinateurs classiques dans les tâches d'apprentissage des machines". Dans ce cas, l'apprentissage machine quantique est compris comme le domaine dans lequel les scientifiques se concentrent sur "la manière de concevoir et de mettre en œuvre des logiciels quantiques qui pourraient permettre un apprentissage machine plus rapide que celui des ordinateurs classiques" (Jacob Biamonte, et al., "L'apprentissage par machine quantique“, v2 arXiv:1611.09347v2, mai 2018). Des algorithmes d'apprentissage par machine quantique sont recherchés et développés (Ibid., Dawid Kopczyk, "L'apprentissage des machines quantiques pour les chercheurs de données", arXiv:1804.10068v1, 5 avr 2018).
En outre, comme prévu dans la deuxième partie de cet article, les explications ci-dessus sur le QIS, l'intersection et les rétroactions entre les systèmes quantiques et l'IA sont également plus complexes, pour autant que nous puissions comprendre et prévoir maintenant.
Les défis mêmes de l'informatique quantique, c'est-à-dire principalement la mise au point du matériel et le développement du programme et des algorithmes, pourraient être relevés par l'IA. En d'autres termes, on pourrait appliquer la compréhension actuelle de l'IA au développement de l'informatique quantique. Potentiellement, au fur et à mesure des essais et des erreurs, et en raison des spécificités de l'informatique quantique, l'IA évoluera, atteignant potentiellement de nouveaux stades de développement. En effet, par exemple, à mesure que de nouvelles capacités quantiques seront atteintes et que de nouvelles simulations seront disponibles, de nouvelles connaissances et approches de l'IA pourraient être découvertes.
Les simulations quantiques, d'une part, et la détection quantique, d'autre part, produiront une nouvelle série de données importantes, qui devront être comprises par l'IA.
Nous pouvons trouver un exemple de ce cas où l'IA a été utilisée pour ces grands ensembles de données quantiques nouvellement disponibles, qui à leur tour pourraient bénéficier à l'informatique quantique et ensuite très probablement à l'IA, dans le domaine de la physique en général, de la supraconductivité en particulier. Le 1er août 2018, Yi Zhang et al. ont publié un article expliquant leur utilisation d'une IA, un "réseau de neurones artificiels (ANN)" spécialement conçu - c'est-à-dire un apprentissage profond - sur un grand ensemble de données, "une archive d'images de matière quantique électronique (EQM) dérivée expérimentalement", qui a permis de progresser dans notre compréhension de la supraconductivité - notamment en ce qui concerne la température, un défi clé de l'informatique quantique (Yi Zhang et al., "Utilisation de l'apprentissage automatique pour la découverte scientifique dans les expériences de visualisation électronique de la matière quantique", 1er août 2018, arXiv:1808.00479v1 ; pour une explication simplifiée mais détaillée, Tristan Greene, "La nouvelle IA de la physique pourrait être la clé d'une révolution de l'informatique quantique“, TNW19 septembre 2018).
À la suite de cette expérience, l'utilisation de l'apprentissage en profondeur de l'IA va très probablement augmenter en physique et plus largement en science, tandis que de nouvelles avancées en matière de supraconductivité pourraient contribuer à la mise au point de processeurs de qubits.
Si une telle évolution se produit dans le domaine de la supraconductivité, cela signifie également que la course à l'exaltation nous précédemment détaillé pourrait être perturbée. En fonction du moment où l'exascale sera atteint et des processeurs utilisés, en comparaison avec le moment où les nouvelles avancées en matière de supraconductivité pourront être mises au point, ainsi que lorsque des processeurs quantiques concurrents seront disponibles, alors l'énorme puissance de calcul finalement obtenue avec l'exascale ainsi que le processeur développé jusqu'à présent pourraient être plus ou moins obsolètes ou sur le point de l'être. Le risque industriel devrait ici être soigneusement estimé et surveillé, probablement par le biais de scénarios comme méthodologie la plus adaptée et la plus efficace. Nous verrons dans le prochain article les impacts politiques et géopolitiques potentiels qui y sont liés.
Les nouveaux types de données recueillies par la détection quantique peuvent également enrichir notre compréhension de l'intelligence en général, comme le montre le projet de l'université de Birmingham".Détection quantique du cerveau” (11 juin 2018) décrite dans le vidéo ci-dessous.
Cette réalisation spécifique en matière de détection quantique pourrait, à son tour, modifier et enrichir trois fois les approches de l'IA : premièrement, parce que nous aurions dû créer de nouveaux systèmes d'IA pour donner un sens à ces données spécifiques, deuxièmement parce que ces agents d'apprentissage profond auraient eu accès à une compréhension nouvelle et jusqu'ici inconnue de l'intelligence, et auraient donc appris quelque chose de différent, ce qui aurait renforcé le potentiel de développement de différents résultats, et troisièmement parce que la nouvelle compréhension globale de l'intelligence qui en résulterait pourrait, à son tour, générer des types d'IA différents et meilleurs.
Dans le même domaine, le domaine émergent de la cognition quantique (voir Peter Bruza et al., "Introduction au numéro spécial sur la cognition quantique“, Journal of Mathematical Psychology (en anglais)23 septembre 2013 ; Peter Bruza et al.Cognition quantique : une nouvelle approche théorique de la psychologie“, Tendances dans les sciences cognitives(juillet 2015), qui bénéficient désormais de simulations quantiques, pourraient déboucher sur des approches totalement nouvelles de la cognition et de l'intelligence. En retour, le statu quo actuel en termes d'IA autour de l'apprentissage profond pourrait être perturbé. Des approches totalement nouvelles de l'IA pourraient voir le jour.
Par conséquent, les technologies quantiques sont effectivement un moteur et un enjeu pour l'IA.
Bien qu'il soit encore très tôt dans le domaine de la science de l'information quantique, et notamment de l'informatique et des simulations quantiques, et plus encore dans son intersection avec l'IA, des innovations considérables ont déjà eu lieu tant dans le domaine des QIS que dans celui de l'IA quantique / apprentissage par machine quantique, et ces domaines commencent déjà à porter leurs fruits. De nombreux défis restent à relever, mais les efforts déployés pour surmonter ces mêmes obstacles pourraient également déboucher sur de nouvelles percées dans le domaine des QIS et de l'IA. Nous pourrions être à l'aube d'un véritable changement de paradigme avec toute une série de conséquences allant de celles déjà perceptibles à celles difficiles à imaginer pour les politiques et leurs acteurs. C'est vers ces impacts possibles que nous nous tournerons dans le prochain article.
Image en vedette : Image d'un deutéron, l'état lié d'un proton (rouge) et d'un neutron (bleu). Crédit image : Andy Sproles, ORNL
Notes
*Le Joint Quantum Institute (JQI) est en fait un groupe fonctionnant "grâce aux travaux d'éminents scientifiques quantiques du département de physique de l'université du Maryland (UMD), de l'Institut national des normes et de la technologie (NIST) et du Laboratoire des sciences physiques (LPS). Chaque institution apporte au JQI des programmes de recherche expérimentale et théorique majeurs qui sont dédiés aux objectifs de contrôle et d'exploitation des systèmes quantiques". (JQI - À propos). A noter que notamment par le biais du NIST, ils bénéficieront du budget américain 2019 pour le QIS.
Degen, C. L., F. Reinhard, P. Cappellaro, "Détection quantique"Soumis le 8 novembre 2016 (v1), dernière révision le 6 juin 2017 (cette version, v2), arXiv:1611.02427v2 - quant-ph.
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