Algorithme AlphaZero appliqué à l'informatique quantique 

L'informatique quantique est devenue une priorité ces dernières années. Des chercheurs et des entreprises du monde entier travaillent constamment au développement de cette technologie, qui peut résoudre des problèmes extrêmement complexes et trop avancés pour les ordinateurs classiques. 

Un de ces groupes travaillant sur un ordinateur quantique est à Université d'Aarhus. Un groupe de recherche dirigé par le professeur Jacob Sherson a utilisé l'algorithme informatique AlphaZero pour contrôler un système quantique.

Les ordinateurs quantiques utilisent la mécanique quantique, une branche de la physique qui se concentre sur les plus petits éléments constitutifs de notre univers. L’une des règles fondamentales est qu’un système peut exister dans plusieurs États à la fois. 

Ces règles sont traduites en langage informatique et un ordinateur quantique est capable d'effectuer plusieurs calculs en même temps. Cela signifie qu'un ordinateur quantique peut fonctionner beaucoup plus rapidement que les ordinateurs ordinaires. 

La théorie des ordinateurs quantiques a été établie, mais il n'y a pas encore d'ordinateur quantique à grande échelle créé. 

AlphaZero est capable d'apprendre par lui-même sans aucune intervention humaine. Pour cette raison, l'algorithme a pu vaincre à la fois les humains et les programmes informatiques complexes dans des jeux difficiles comme Go, Shogi et Chess. AlphaZero a pu le faire en se faisant concurrence et en s'améliorant au fil du temps. 

L'algorithme a pu battre le principal programme d'échecs Stockfish après avoir joué contre lui-même pendant seulement quatre heures. Après cette performance impressionnante, le grand maître danois Peter Heine Nielsen a comparé AlphaZero à une espèce extraterrestre supérieure.

Le groupe de recherche de l'Université d'Aarhus a utilisé des simulations informatiques pour démontrer comment AlphaZero peut être appliqué à trois problèmes de contrôle différents. Ceux-ci pourraient éventuellement être utilisés dans un ordinateur quantique. 

«AlphaZero utilise un réseau neuronal profond en conjonction avec une anticipation profonde dans une recherche arborescente guidée, ce qui permet une approximation prédictive à variable cachée du paysage des paramètres quantiques. Pour souligner la transférabilité, nous appliquons et étalonnons l'algorithme sur trois classes de problèmes de contrôle en utilisant un seul ensemble commun d'hyperparamètres algorithmiques », selon l'étude. 

Les recherches effectuées par l'équipe ont été publiées dans Informations quantiques sur la nature.

Doctorat en chef L'étudiant Mogens Dalgaard a expliqué à quel point l'équipe était impressionnée par la capacité d'AlphaZero à s'auto-apprendre rapidement.

«Lorsque nous avons analysé les données d'AlphaZero, nous avons vu 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.

La véritable percée est venue du couplage d'AlphaZero, qui est un algorithme extrêmement impressionnant en soi, avec un algorithme d'optimisation quantique spécialisé. 

Selon le professeur Jacob Sherson, "ce indique que nous avons encore besoin de compétences humaines et d'expertise, et que l'objectif de l'avenir devrait être de comprendre et de développer des interfaces d'intelligence hybrides qui exploitent de manière optimale les points forts des deux.

Le groupe souhaite accélérer le rythme de développement dans le domaine, ils ont donc publié le code et l'ont rendu accessible à tous. Le déménagement a suscité beaucoup d'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", a déclaré Jacob Sherson. "il ne faudra donc probablement pas longtemps avant que ces méthodes soient utilisées dans des expériences pratiques à travers le monde."

DeepMind est une société sœur de Google basée au Royaume-Uni qui est responsable à la fois d'AlphaZero et d'AlphaGo. Ces systèmes montrent aujourd'hui leur importance dans d'autres domaines, dont l'informatique quantique.