Le monde des échecs a été étonné lorsque l'algorithme informatique AlphaZero a appris, après seulement quatre heures seul, battre les meilleurs programmes d'échecs construits sur l'expertise humaine. Aujourd'hui, un groupe de recherche de l'Université d'Aarhus au Danemark a utilisé le même algorithme pour contrôler un ordinateur quantique.

Partout dans le monde, de nombreux groupes de recherche tentent de construire un ordinateur quantique. Un tel ordinateur serait capable de résoudre certains problèmes qui ne peuvent être résolus avec les ordinateurs classiques actuels, même si nous combinions tous ces ordinateurs du monde en un seul.

A l'Université d'Aarhus, les chercheurs partagent l'ambition de construire un ordinateur quantique. Pour cette raison, un groupe de recherche sous la direction du professeur Jacob Sherson vient d'utiliser l'algorithme informatique AlphaZero pour apprendre à contrôler un système quantique.

Ce qui rend AlphaZero intéressant, c'est qu'il peut apprendre par lui-même sans aucune forme d'expertise humaine. De cette façon, AlphaZero a battu à la fois les humains et les programmes informatiques spécialisés dans des jeux tels que Go, Shogi, et aux échecs, et il n'a appris à le faire qu'en jouant contre lui-même. Après seulement quatre heures de jeu contre lui-même, AlphaZero a réussi à battre le principal programme d'échecs Stockfish. AlphaZero était si supérieur que le grand maître danois Peter Heine Nielsen a comparé le programme à une espèce extraterrestre supérieure qui avait visité la terre juste pour nous battre aux échecs.

AlphaZero est bon seul, mais mieux avec les chercheurs

Le groupe de recherche de l'Université d'Aarhus a, via des simulations informatiques, a démontré la large applicabilité en appliquant AlphaZero sur trois problèmes de contrôle différents qui pourraient chacun potentiellement être utilisés dans un ordinateur quantique. Leurs travaux ont été récemment publiés dans Informations quantiques sur la nature .

L'équipe a été très impressionnée par la capacité d'AlphaZero à apprendre, en tant que doctorant principal. L'étudiant Mogens Dalgaard a décrit :« Lorsque nous avons analysé les données d'AlphaZero, nous avons constaté que l'algorithme avait appris à exploiter une symétrie sous-jacente du problème que nous n'avions pas envisagée à l'origine. Ce fut une expérience incroyable. »

Cependant, même si AlphaZero est en soi un algorithme impressionnant, l'équipe de recherche a obtenu les meilleurs résultats en combinant AlphaZero avec un algorithme d'optimisation quantique spécialisé. Comme le conclut le professeur Jacob Sherson :« Cela indique que nous avons toujours besoin de compétences et d'expertise humaines, et que l'objectif du futur devrait être de comprendre et de développer des interfaces d'intelligence hybrides qui exploitent de manière optimale les forces des deux".

Pour tenter d'accélérer le développement sur le terrain, le groupe de recherche a rendu le code ouvertement disponible et ils ont été surpris de l'intérêt. "En quelques heures, j'ai été contacté par de grandes entreprises technologiques avec des laboratoires quantiques et des universités internationales de premier plan pour établir une future collaboration, " Jacob Sherson dit, et continue « donc il ne faudra probablement pas longtemps avant que ces méthodes soient utilisées dans des expériences pratiques à travers le monde ».

Informations de fond, l'ordinateur quantique :

Un ordinateur quantique utilise la mécanique quantique, une branche de la physique qui décrit les plus petits éléments constitutifs de notre univers. A cette petite échelle, les règles sont fondamentalement différentes. Par exemple, un système peut exister dans plusieurs états à la fois. Une fois traduit en langage informatique, cela signifie qu'un ordinateur quantique peut effectuer plusieurs calculs à la fois, ce qui donne une énorme accélération par rapport aux ordinateurs ordinaires. Mais même si la théorie des ordinateurs quantiques est bien établie, personne n'a encore réussi à construire un ordinateur quantique à grande échelle. Cela nécessite, entre autres, que nous améliorions notre capacité à contrôler ces systèmes.