Les algorithmes quantiques peuvent briser les goulots d’étranglement de l’IA générative
Des chercheurs de l'Institut d'informatique quantique (IQC) de l'Université de Waterloo ont découvert que les algorithmes quantiques pourraient accélérer la création et l'utilisation de l'intelligence artificielle (IA) générative.
L'article, intitulé « Échantillonnage Gibbs de potentiels continus sur un ordinateur quantique », rédigé par Pooya Ronagh, membre de l'IQC et professeur au Département de physique et d'astronomie, et Arsalan Motamedi, ancien élève de l'IQC et chercheur à la société canadienne d'informatique quantique Xanadu, explore comment l'informatique quantique les algorithmes peuvent éliminer les goulots d’étranglement de l’IA générative.
Le document a été publié dans le Actes de recherche sur l'apprentissage automatique.
Ronagh affirme que ses travaux se concentrent sur l'intersection de la science quantique et de l'IA et sur la question de savoir si l'informatique quantique peut accélérer l'imitation de modèles et de phénomènes du monde réel, comme l'ont fait les scientifiques de l'IA et de l'apprentissage automatique.
« Nous avons constaté que oui, c'est possible, mais pas pour les problèmes typiques d'IA générative en matière de vision par ordinateur et de parole », explique Ronagh. « Nous avons constaté des accélérations plus significatives pour les types de problèmes présentant des schémas périodiques, par exemple dans l'analyse de la dynamique moléculaire. »
La fonction des grosses molécules comme les protéines dépend de la manière dont elles se replient en structures 3D spécifiques, ce qui fait de la recherche et de la génération de ces structures un problème vital en pharmacologie. Et les techniques de pointe actuelles utilisent l’IA générative pour améliorer ce processus.
Ronagh affirme que même si les effets de la mécanique quantique sont généralement ignorés dans les simulations de dynamique moléculaire, ils peuvent bénéficier des solutions informatiques quantiques grâce à la périodicité des angles de liaison moléculaire. De nombreux autres exemples de problèmes liés à de telles structures périodiques existent dans la physique de la matière condensée et dans les théories quantiques des champs.
Ronagh affirme que l’un des exemples les plus frappants de la puissance des ordinateurs quantiques réside dans la cryptographie. L'algorithme de Shor utilise la périodicité qui sous-tend le problème de factorisation pour briser le cryptage RSA. Il précise toutefois qu’il ne s’agit pas d’un cas d’utilisation pratique en soi mais plutôt d’une démonstration des capacités uniques des algorithmes quantiques. L’informatique quantique présente un véritable potentiel et ne constitue pas simplement une menace pour la sécurité de l’information.
« Le piratage est une implication effrayante qui motive notre urgence de modifier nos protocoles de cryptage, ainsi que notre curiosité de savoir si les ordinateurs quantiques sont constructibles », dit-il. « Mais au lieu de cela, nous pouvons aspirer à mieux simuler les molécules, ce qui mènera au développement de matériaux supérieurs et de médicaments pouvant sauver des vies. Cela pourrait potentiellement constituer une application très intéressante des ordinateurs quantiques dans notre vie quotidienne. »
Il affirme que l’exploration des applications de l’informatique quantique va au-delà de la rêverie sur les impacts futurs des technologies quantiques.
« C'est là que je pense qu'il est si important de trouver des algorithmes quantiques utiles. Ils peuvent nous en dire plus sur les types d'applications que nous voulons exécuter sur l'ordinateur que nous essayons de construire, afin que nous puissions concevoir et optimiser l'architecture informatique de manière plus éclairée, et planifier l'entreprise massive visant à mieux le construire », déclare Ronagh.
