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Publié le 23 novembre 2022 Mis à jour le 23 novembre 2022

Comprendre l'intelligence quantique et ses enjeux

Comment les sciences quantiques et l'IA transforment la conscience de l'humanité.

Esprit techno

“La puissance du calcul quantique est appelée à développer l’intelligence artificielle, et vice versa, puisque les deux sciences sont complémentaires.”

Source : Quantique et intelligence artificielle au Québec : l’UdeS au cœur des perspectives prometteuses - 20.10.2020
https://www.usherbrooke.ca/sciences/actualites/nouvelles/details/43680

L’intelligence artificielle aurait-elle atteint ses limites ? Problème de gestion de la complexité, de déontologie, de discernement, de la compréhension du bon sens ? Peut-être, mais regardons les choses autrement; si en fait l’intelligence artificielle était ce que les parchemins étaient aux livres il y a 500 ans, juste avant la Renaissance ?

“L’intelligence artificielle, technologie au potentiel incroyable, est malgré tout confrontée à un problème de taille : la limitation des capacités de calcul des ordinateurs classiques pour exécuter des algorithmes lourds. Chaque retour d’information donné par une intelligence artificielle est en effet basé sur le calcul des probabilités pour de nombreux choix possibles. Bien que la puissance de nos équipements ait été multipliée par dix au cours des trente dernières années, il semblerait que l'informatique traditionnelle ne permettra pas de résoudre certains problèmes.

En démultipliant le potentiel de calcul des systèmes d'intelligence artificielle grâce à sa puissance combinatoire, l’ordinateur quantique pourrait permettre de réduire les temps d’apprentissage et les délais de traitement de nombreuses applications de l’intelligence artificielle, mais aussi d’améliorer le raisonnement et la compréhension.

Le quantique pourrait ainsi être l'une des solutions techniques pour faire entrer l'intelligence artificielle dans une nouvelle ère en termes de sécurité et de vitesse d'exécution des algorithmes. Une telle percée pourrait donner un élan sans précédent à de nombreux secteurs, comme l’Internet des Objets (IoT), le traitement du langage naturel, ou encore les véhicules autonomes, un domaine qui nécessite un ensemble de calculs intensifs, qui deviennent de plus en plus difficiles à mesure que l'on ajoute des données et des relations plus complexes au sein des variables”.

Source : Sept domaines impactés par l’informatique quantique - 16.12.2020
https://www.inria.fr/fr/domaines-informatique-quantique

Beaucoup se rendent compte que nous sommes à la première étape d’un nouveau monde. Quel monde ? Si je le savais… mais laissons nous surprendre par l’indicible science du quantique. Si on regarde les modèles passés, il est très clair que cela va passer par la compréhension du monde qui s’annonce quantique. Celui qui maîtrisera la compréhension de la connaissance quantique aura tous les atouts pour surfer sur la vague et ceux qui resteront aveugles, la subiront car ils resteront dans la certitude de leur passé. Et, c’est là que l’école à un rôle fondamental à jouer en éveillant les jeunes esprits à une compréhension différente de celle à laquelle nous nous raccrochons.

Par la vulgarisation de ces mécanismes complexes, par la philosophie quantique, les sciences quantiques, les communications quantiques… nos écosystèmes vont basculer vers une compréhension différente de notre monde et de ses mystères.

“Bien qu'aucun ordinateur quantique ne soit encore assez sophistiqué pour effectuer ces calculs, les gouvernements, les géants de la technologie et les investisseurs, eux, se préparent déjà à cette révolution en construction. Une véritable course à l'ordinateur quantique, largement motivée par les bouleversements technologiques que cette machine devrait apporter. Et pour cause : la nation qui prendra la tête de l'informatique quantique devrait jouer un rôle de premier plan à l'avenir”.

Source : Quantique : une nouvelle révolution industrielle ? - 16.12.2020
https://www.inria.fr/fr/informatique-quantique-revolution

Les premières étapes que nous traversons sont de la nature de la découverte de cette science et, si aujourd’hui les applications sont difficilement imaginables dans notre quotidien, il faut aller les chercher comme des champs du possibles dans la science fiction par exemple. Car si on imagine des objectifs, des solutions appliquées, des pistes de recherches, ce plus facile de produire des applications domestiques qu'avec seulement des notions de sciences fondamentales.

Mais restons les pieds sur terre : déjà la philosophie quantique influence les sociétés. De même que les calculs quantiques ouvrent de gigantesques perspectives.

"En démultipliant le potentiel de calcul des systèmes d'IA, les futurs ordinateurs quantiques pourraient bien révolutionner de nombreux secteurs industriels. Et plus largement, l'informatique et l'intelligence artificielle…

L’avenir de l’informatique, du Big Data et de l’IA est-il dans les ordinateurs quantiques ? En s’appuyant sur les propriétés quantiques de la matière, ces calculateurs surpuissants, qui restent encore à construire réellement, devraient dans un avenir plus ou moins proche nous permettre de réaliser des calculs complexes, irréalisables avec les machines actuelles.

À la différence du système numérique classique, qui repose sur des données codées en chiffres binaires, le calcul quantique utilise le “bit quantique”, ou “qubit”. Contrairement au “bit”, qui prend soit la valeur d’un 0, soit la valeur d’un 1, le “qubit” est une combinaison linéaire. Il peut prendre la valeur 0 ou 1, mais aussi les deux ensemble. Ainsi, un ordinateur quantique devrait permettre de réaliser des calculs parallèles, en simultané, et plus de manière séquentielle comme avec nos machines actuelles.

Dans une telle perspective, en démultipliant le potentiel de calcul, les applications pratiques d’une telle technologie sont forcément nombreuses, de la santé à la chimie, en passant par l’industrie, la sécurité informatique, les voitures autonomes, l’énergie, ou encore les transports et la gestion du trafic. Les promesses du qubit semblent illimités - au point que l’on parle un peu partout d’une “révolution” quantique".

Source : Comment l'ordinateur quantique va révolutionner l'IA, l'informatique et l'industrie - 1.08.2018
https://www.cnetfrance.fr/news/comment-l-ordinateur-quantique-va-revolutionner-l-ia-l-informatique-et-l-industrie-39871795.htm

Les usages des calculs surpuissants auront des effets dans beaucoup de pans de nos vies et aussi et surtout sur la puissance de l’intelligence artificielle qui aujourd’hui atteint ses limites avec les technologies informatiques classiques. L'intelligence artificielle associée à la technologie des ordinateurs quantiques semblent former le duo intriqué du siècle à venir.

On parle déjà de Métaverse avec les technologies ordinaires, mais demain, à quoi ressembleront notre monde, nos communications, nos interactions sociales,... quels effets sur notre façon de voir le monde ? De penser ? De vivre ? D’aimer ? De se déplacer dans la mémoire du temps ou dans sa réalité. Les champs du possible semblent infinis et surtout inédits.

“Science et ingénierie quantiques

La science et l’ingénierie quantiques apportent un nouveau changement de paradigme dans la façon dont nous traitons les données, communiquons, mesurons et calculons. Grâce à leur profil multidisciplinaire, les ingénieures et ingénieurs quantiques s’épanouissent dans cette nouvelle frontière technologique qui a le potentiel de révolutionner notre société”.

Source : Science et ingénierie quantiques - programme d’enseignement EPFL
https://www.epfl.ch/education/master/fr/programmes/science-et-ingenierie-quantiques/

Notre nature humaine serait-elle quantique ? Dans un monde lui aussi quantique ? C’est ce vers quoi les théories scientifiques poussent les connaissances de tout un chacun. Notre monde est composé de 3 échelles, l'infiniment petit, l'infiniment grand et l’échelle de la vie que nous vivons en conscience. Plus la science avance et plus l'infiniment petit s’explique par le quantique. D’un autre côté, l'infiniment grand, en réponse à des phénomènes galactiques, est orienté vers la résolution des problèmes d’espace temps pour la conquête de ce même espace. Et plus on avance, plus on comprend que les phénomènes, les systémiques, sont similaires.

Alors, est-ce que l'espace monde où nous vivons échapperait à ces mécanismes. Vous me l’affirmeriez que je ne vous croirais pas, car nos pieds sont déjà dans la même mouvance. Comme on ne peut comprendre que ce que l’on peut appréhender, il faut croire que nous sommes dans la phase de compréhension. Est-ce un bien ? Est-ce un mal ? Je ne pense pas qu’il faille regarder les choses sous cet angle. C’est quelque chose que l’on découvre mais qui existe déjà depuis le début du monde.

“La théorie de la conscience quantique tente d’apporter une réponse. Elle présume que la conscience émerge d’un calcul neuronal complexe et qu’elle aurait surgi au cours de l’évolution biologique en tant qu’adaptation de systèmes vivants, extrinsèques à la composition de l’univers.

Cette théorie considère le cerveau humain comme un ordinateur quantique qui peut réaliser des calculs extraordinaires. À l’opposé, les ordinateurs ordinaires dotés de l’intelligence artificielle paraissent limités. L’esprit quantique est présent dans toutes les échelles de l’univers. À l’instar de Roger Penrose, de Stuart Hameroff, de Karl H. Pribram et de Henry Stapp, les théoriciens de la conscience quantique préconisent l’interdépendance entre plusieurs éléments de la vie. Il s’agit par exemple de la matière, du temps et du mouvement”.

Source : La conscience quantique : voici tout ce que vous devez savoir
https://www.penser-et-agir.fr/conscience-quantique/

Pourquoi ça n'apparaît que maintenant ? Peut-être parce qu’il fallait une certaine maturité de plusieurs sciences pour y arriver, mais surtout il fallait aussi une motivation, un besoin, une saturation, un blocage, que peut-être la limitation technologique de l’Intelligence artificielle a provoqué afin d’atteindre ses propres objectifs.

Il existe aussi surement d’autre facteurs à ces mutations des connaissances mais, si indétectables à cette heure, si ténus qu’ils sont des ombres, des graines à germer pour devenir des plantes qui seront alors visibles aux yeux de tous plus tard, un jour. En tant que prospectiviste, je peux affirmer que la génération spontanée des idées, des sciences n’existe pas, c’est toujours une lente maturation qui va construire un futur non imaginable à cette heure ou peut-être imaginable par quelques écrivains de science fiction... 

 “On peut aussi se demander comment les principes quantiques sont utilisés dans l’apprentissage-machine. Comme cet apprentissage fonctionne selon un processus statistique, nous avons de bonnes raisons de croire que le quantique apportera de nouvelles réponses. Un algorithme quantique d’apprentissage-machine, utilisant une méthode probabiliste, aurait alors la capacité d’identifier des connexions autrefois impossibles à discerner”.

Source : Que nous réserve l’intelligence artificielle QUANTIQUE? - 3.07.2021 - https://www.cscience.ca/2021/07/03/analyse-que-nous-reserve-lintelligence-artificielle-quantique/

Et il y a les accélérateurs de science dont fait partie la NASA, l'ESA, combien de produits, de technologies ont émergé de ces missions dans l’espace. Ils sont un condensé de la puissance médiatique, associée aux financements et aux projets stratégiques. Un terreau extraordinaire pour créer des choses extraordinaires. Des inventions maîtrisées, d’autres spontanées qui ont essaimé dans notre quotidien des matières, des produits, des technologies de pointe appliquées à notre quotidien.

Aujourd’hui la NASA cherche à percer les mystères de l’univers qui semblent bien s’accorder avec la compréhension quantique du monde. Quels effets cela aura-t-il sur notre monde ? On parle de télétransportation par exemple. Je parlais de science fiction, mais dans les univers fantaisistes comme Star Trek, La porte des étoiles et d’autres séries TV ou livres, cette technologie a déjà été rêvée et elle semble un objectif à atteindre aujourd'hui pour se déplacer dans l’immensité de l’espace. Et, peut-être un jour n’auront nous plus besoin de voiture pour nous déplacer ?

 “Digital Twin Earth, l’informatique quantique et l’intelligence artificielle occupent le devant de la scène lors de la Φ-week de l’ESA…L’informatique quantique a le potentiel d’améliorer les performances, de diminuer les coûts de calcul et de résoudre des problèmes jusqu’alors insolubles dans le domaine de l’observation de la Terre en exploitant des phénomènes quantiques, comme la superposition, l’intrication et l’effet tunnel.

Cette initiative nécessite de créer une capacité quantique qui aura la compétence nécessaire pour résoudre des problèmes exigeants liés à l’observation de la Terre en utilisant l’intelligence artificielle pour soutenir des programmes…”

Source : Digital Twin Earth, l’informatique quantique et l’intelligence artificielle occupent le devant de la scène lors de la Φ-week de l’ESA - 28.09.2020
https://www.esa.int/Space_in_Member_States/Belgium_-_Francais/Digital_Twin_Earth_l_informatique_quantique_et_l_intelligence_artificielle_occupent_le_devant_de_la_scene_lors_de_la_Ph-week_de_l_ESA

Si la physique quantique touche aux sciences, a de l'effet sur nos technologies, nos façons de vivre, elle aura sans doute aussi un effetsur nos communautés.

Sommes-nous un ou multiples ? Faisons nous partie d’un grand flux collectif comme le métamorphe de Deep Space 9 qui va rejoindre le flux collectif de sa communauté, telle une immense rivière énergétique coulant sur sa planète ou comme les Borgs, exemple moins ragoûtant dans Star Trek, qui annihilent les autres civilisations par des cyber augmentations et des nanotechnologies qui leur permettent de n'avoir qu'une seule conscience collective ? Ce n’est pas impossible.

“La physique quantique et la conscience collective

Vous convenez avec moi que l’humanité est régie par un principe d’individualité et les individus observent à partir des centres différents. Nous pouvons donc envisager comment nous vivons les réalités collectives.

En fait, étant donné que l’ensemble des individus sont liés au même centre de gravité, un consensus s’établit à l’égard des réalités observées. Nous vivons donc les mêmes expériences, car nos individualités fusionnent et subissent les mêmes influences de la Terre qui demeure le noyau. La conscience quantique et la conscience collective sont alors étroitement liées”.

Source : La conscience quantique : voici tout ce que vous devez savoir
https://www.penser-et-agir.fr/conscience-quantique/

Quelques fois, la science cherche quelque chose et trouve autre chose. C’est en voulant percer les phénomènes de l’espace et du temps que les champs quantiques ont émergés et de fil en aiguille, c’est l’intelligence artificielle qui va en bénéficier. Pourquoi ? Car  en devenant global, en devenant un, ce phénomène a englobé  toutes les complications de chaque écosystème pour les interrelier de façon à la fois solide et inextricable.

Cependant, il faut s'y prendre de façon positive car détricoter le tout pour repartir en arrière n’est pas possible. Le passé est derrière nous et nous ne pouvons pas effacer les traces du présent. Notre sens de la vie va du passé vers le futur pour l’instant. Et, c’est notre nature biologique qui nous régit encore pour très longtemps dans cette direction, me semble-t-il. Mais, ce qui est magique, c’est que cette complexité et ses miracles de la vie vont trouver un sens avec cette nouvelle science qui parait hyper complexe mais qui, expliquée simplement par des biais inattendus, semble faire miroir à d’autres croyances ou réalités.

“Prenons deux électrons. (En fait peu importe ce qu'on prend; l'effet marche tout aussi bien avec des photons, des atomes ou des molécules… Tous deux sont célibataires, vaquant tranquillement à leurs activités... d'électrons. Puis un beau jour, un physicien décide de réunir les conditions pour que ceux-ci se rencontrent. Qu'à cela ne tienne, nos deux compères s'en donnent à cœur joie et se mettent à interagir physiquement! Enfin, comme toute histoire d'amour qui se respecte, nos deux amants sont séparés brutalement. Ce drame subatomique que vous venez de créer, on l'appelle intrication quantique.

Et c'est là que la magie opère. Tenez vous bien : à présent, l'état quantique d'un électron n'est complètement déterminé qu'en considérant l'autre électron. En d'autres termes, ils partagent le même état quantique, et cela quelque soit la distance entre eux ! En d'autres termes, la mesure du premier électron modifie instantanément l'état de l'autre, même si ce dernier est à l'autre bout de l'univers!”

Source : L'intrication quantique, ou le rêve de la communication instantanée - 24 juin 2013
https://www.sciencepresse.qc.ca/blogue/flashcordon/2013/06/24/intrication-quantique-reve-communication-instantanee

Peut-être qu’en effet le quantique expliqué par l’amour peut aussi expliquer l’amour lui-même. En tout cas, j’espère qu’il émergera de tout cela un monde meilleur pour tous. Mais, cela ne viendra pas d’une génération spontanée.

L’école va y avoir un rôle important à jouer de vulgarisation et de formation des futurs professionnels qui se lanceront dans ces nouveaux domaines à explorer et à faire fructifier. Nous faisons partie d’un tout. L’école doit anticiper l’avenir et l’accompagner. Si des millions sont injectés dans ces sciences, cela veut dire qu’il faudra des chercheurs qui développent des théories mais aussi des produits qu’il faudra créer et ainsi de suite pour former un nouvel écosystème pour vivre ensemble demain.


Source image : Pixabay Geralt


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