L’informatique quantique peut-elle protéger l’IA des cyberattaques ?
Une voiture (ligne verte) et un ordinateur (ligne jaune) sont correctement identifiés par un algorithme d’apprentissage automatique. Mais lorsqu’un bruit aléatoire est ajouté à l’image, représentant une cyberattaque, l’algorithme se trompe et classe l’ordinateur comme une voiture (ligne rose). 1 crédit
Les algorithmes d’IA sont partout. Ils sous-tendent presque tous les systèmes autonomes et robotiques déployés dans les applications de sécurité. Cela inclut la reconnaissance faciale, la biométrie, les drones et les véhicules autonomes utilisés dans les applications de surveillance de combat et de ciblage militaire.
Les algorithmes d’apprentissage automatique et d’IA sont formés pour classer et identifier les caractéristiques de l’image, comme les caractéristiques de nos visages dans la reconnaissance faciale. Mais les données qui sous-tendent ces algorithmes peuvent être vulnérables aux cyberattaques. Une manipulation subtile des données d’image en supprimant seulement quelques pixels (invisibles à l’œil humain) peut entraîner des prédictions incorrectes et même poser de graves menaces pour la sécurité.
L’informatique quantique est-elle la réponse ?
Recherche publiée le 25 mai dans Intelligence des machines naturelles par des chercheurs de Data61 du CSIRO et de l’Université de Melbourne révèle que les progrès de la technologie quantique pourraient être la clé de la protection des algorithmes d’IA contre les cyberattaques.
Le Dr Muhammad Usman est l’auteur principal de l’article et chef d’équipe de Quantum Systems au CSIRO’s Data61. Il a décrit le potentiel d’intégration de l’informatique quantique à l’IA en tant que technologie révolutionnaire.
« La chasse à l’avantage quantique s’intensifie », a déclaré Usman.
« L’apprentissage automatique quantique est l’une des applications de pointe de l’informatique quantique. En intégrant le quantique à l’apprentissage automatique, nous pouvons accélérer la formation à l’IA et améliorer la robustesse contre les cyberattaques. »
Pourquoi tout ce tapage autour de l’informatique quantique ?
Dans le monde entier, l’intérêt pour le quantique augmente. Le 3 mai 2023, le gouvernement australien a lancé la stratégie quantique nationale, avec pour vision que l’Australie soit reconnue comme un leader de l’industrie quantique mondiale d’ici 2030. La stratégie a déclaré que les technologies quantiques devraient créer une industrie quantique australienne d’une valeur de 6 $. B d’ici 2045.
Nous avons mis en place notre ambitieuse Quantum Future Science Platform pour développer ces technologies de pointe et lancé un nouveau programme qui acceptera bientôt des étudiants pour devenir la prochaine génération de spécialistes de la technologie quantique.
Un algorithme d’apprentissage automatique a été formé pour identifier les personnes (image en haut à gauche). L’algorithme identifie correctement les personnes (image en haut à droite), mais si seulement quelques pixels sont modifiés lors d’une cyberattaque (image en bas à gauche), l’algorithme ne peut pas identifier les personnes (image en bas à droite). Dans le cas d’une voiture sans conducteur, si un algorithme d’apprentissage automatique prédit qu’il n’y a personne sur la route à la suite d’une cyberattaque, cela pourrait avoir de graves conséquences. Crédit : Jan Hendrik Metzen et al, Universal Adversarial Perturbations Against Semantic Image Segmentation, arXiv (2017). DOI : 10.48550/arxiv.1704.05712
Comment ça fonctionne
L’informatique quantique est un nouveau domaine de l’informatique. Il stocke les informations sous forme de « qubits » plutôt que sous forme de « bits » binaires. Alors qu’un seul bit peut stocker ou traiter des informations sous la forme de 0 et 1 sur un ordinateur conventionnel, un qubit quantique peut être placé dans un état 0 ou 1 ou représenter les deux états simultanément. C’est ce qu’on appelle la superposition.
Une deuxième propriété spéciale de la mécanique quantique est connue sous le nom d’intrication, qui permet aux qubits d’interagir les uns avec les autres sur de longues distances sans aucune connexion physique. Einstein l’appelait « l’action effrayante à distance ».
Les calculs ou les fonctions de décryptage qui peuvent prendre des milliers d’années à un ordinateur conventionnel pourraient ne prendre que quelques heures sur un ordinateur quantique.
L’avantage quantique
Alors que de plus en plus d’industries, du transport à la défense et à la banque, intègrent l’IA, la sécurité sera primordiale. Quantum pourrait aider à garantir que les technologies basées sur l’IA résistent aux attaques et peuvent fournir un avantage concurrentiel aux premiers utilisateurs.
Mais Usman prévient que les ordinateurs quantiques pourraient également être utilisés pour générer des cyberattaques très puissantes.
« Il s’agit d’une menace de cybersécurité très sérieuse. Cependant, des progrès rapides dans le matériel et les logiciels quantiques et des stratégies d’atténuation des erreurs plus sophistiquées sont à venir. Les ordinateurs quantiques du futur proche devraient permettre aux algorithmes d’apprentissage automatique quantique de commencer à démontrer leurs avantages », a déclaré Usman.
« Il s’agit d’une direction de recherche très excitante qui pourrait avoir des implications socio-économiques et sécuritaires importantes pour l’Australie. »
