Google aurait réussi à atteindre la fameuse Suprématie Quantique, comme signalé initialement par le Financial Times dans un article du 20 septembre 2019. En effet, la NASA / Google affirment «qu'il faut environ 200 secondes à notre processeur pour échantillonner un million de fois une instance du circuit quantique, il faudrait environ 10 000 ans à un supercalculateur à la pointe de la technologie pour effectuer la tâche équivalente.» Cela signifierait en effet la suprématie quantique, c’est-à-dire que l'ordinateur quantique effectuerait un calcul de façon beaucoup plus puissante - et rapide - que le plus puissant des ordinateurs classiques (pour plus d’explications, voir La future révolution de l'informatique quantique, l'intelligence artificielle et la géopolitique (1)).

L'article décrivant cet exploit a cependant été supprimé du site Web de la NASA, l'éditeur initial. Nous pouvons bien sûr trouver des versions en cache du papier, par exemple ici (Cache Bing) et ici (pdf sur google drive). De plus, Bing précise qu'il a mis la page en cache en… 2006, ce qui épaissit encore le mystère. En conséquence, le Web est en effervescence, la validité de la revendication étant notamment discutée. Hacker Nouvelles).

D'une manière ou d'une autre, cela nous rappelle qu'un monde où les ordinateurs quantiques vont se développer et peut-être régner est sur le point de naître. Tous les acteurs doivent prendre en compte ce nouvel avenir, et ce dans toutes ses dimensions. Cela est encore plus vrai pour ceux qui s'intéressent à la sécurité internationale.

Cet article est le premier d'une nouvelle série mettant l'accent sur la compréhension du monde à venir et incluant et le quantique et l'IA. A quoi ressemblera ce monde futur? Quels seront les impacts sur la géopolitique et la sécurité internationale? Quand ces changements auront-ils lieu?

Précédemment, nous avons souligné combien il était crucial de prévoir le monde futur de l'IA quantique. Premièrement, imaginer ce monde de demain influence les investissements dans quantique, et donc la course aux technologies quantiques. Deuxièmement, et de manière connexe, identifier une vision correcte du monde de demain permettra de s'y préparer. À son tour, cette capacité à être prêt aura un impact sur le pouvoir relatif des États dans le système international.

Ainsi, les pays qui seront à la traîne pourraient bien payer un prix très élevé en termes d'indépendance, de développement économique et de richesse, de sécurité et de capacité à se protéger et à protéger leurs citoyens contre une agression étrangère, etc. Les entreprises qui n'anticipent pas le monde à venir du quantique et de l'IA et ne l’embrassent pas correctement pourraient également avoir à faire face à un coût très élevé, devenir obsolète, et disparaître.

Anticiper le monde futur de l'IA et du quantique est donc un impératif géopolitique et de sécurité. Cependant, prévoir le futur d'un monde reposant sur l'IA et le quantique est également particulièrement difficile. Nous expliquons pourquoi dans la première partie de cet article. Nous présentons ensuite un cadre permettant de faire de la prospective pour anticiper le futur de la géopolitique et de la sécurité dans un monde modelé par le quantique et l'IA. Dans la deuxième partie, nous soulignons un autre danger pour ce cas spécifique d'anticipation: l’incapacité à penser et imaginer le monde au-delà de sa structure actuelle. Nous suggérons des moyens d'éviter cet «échec de l'imagination». Enfin, nous présentons les fondations ou "blocs de construction" sur lesquels le futur monde de l'IA et du quantique sera vraisemblablement construit. Ces blocs seront le point de départ qui nous permettra d’esquisser le futur monde de l’IA et du quantique tout au long de la série.

Des changements en millefeuille

La difficulté que l'on peut avoir à imaginer un monde propulsé par le quantique et l'IA résulte de la nécessité de comprendre et de prévoir différentes couches de changements.

Nous devons prévoir non pas une évolution, ni quelques dynamiques et processus, mais une myriade d'entre eux, ainsi que leurs interactions. De plus, ces boucles de rétroactions auront lieu dans et entre différents types de domaines et se propageront différemment. En effet, les technologies quantiques et notamment l'informatique quantique et les simulations, associées à l'intelligence artificielle (IA), ou plutôt à l'apprentissage en profondeur, seront avant tout utilisées par d'autres sciences. De nouvelles découvertes et innovations apparaîtront dans divers domaines. Qui plus est, le changement résultant d'une science pourra être le point de départ de toute une série d'innovations dans un autre domaine scientifique. Chacune de ces évolutions aura à son tour un impact sur le monde extérieur à la science. De surcroît, ces conséquences se nourriront les unes les autres.

En d'autres termes, nous devons prévoir des changements fondés sur le quantique et l'IA dans de nombreuses sciences, puis les changements apportés par ces innovations de façon horizontale à travers les domaines et avec différentes séquences de développement.

Qui plus est, en ce qui concerne la sécurité internationale, la guerre, la géopolitique et la gouvernance, nous ne pouvons nous arrêter là. Nous devons également envisager l'impact de ces changements sur tous les domaines liés à la sécurité, ainsi que sur la gouvernance et les relations internationales.

Nous devons donc utiliser une approche prospective qui pourrait ressembler à un modèle en millefeuille - d'ailleurs une métaphore (layer-cake) déjà utilisée en relations internationales (George Modelski, Principles of World Politics1972; Paul James, “Entrevue avec George Modelski ”, 2017).

Dépasser l'extension linéaire du présent

Applications quantiques pour les besoins présents

Les applications pour les technologies et sciences quantiques sont déjà en cours d'identification.

Cependant, il s’agit souvent principalement de la projection d'usages déjà existants.

Par exemple, certains acteurs ont besoin de superordinateurs - aussi appelés systèmes High Performance Computing (HPC) (pour une analyse de ces besoins dans le cas de l'IA/apprentissage en profondeur, voir ★ La course à la puissance de calcul haute performance (HPC) - Intelligence artificielle, puissance de calcul et géopolitique (3)). Ainsi, ces acteurs partent de leurs besoins en HPC et les étendent aux capacités de calcul quantique nouvelles, existantes ou futures. Airbus, par exemple, utilise une telle approche.

C'est en effet une façon très importante de commencer à imaginer comment les technologies quantiques pourraient être utilisées à l'avenir. C'est absolument essentiel pour pouvoir engager un processus permettant d'utiliser de nouveaux langages informatiques, de nouveaux types d'algorithmes, pour commencer à se familiariser avec une technologie entièrement nouvelle.

Pourtant, cela ne suffit pas.

Le danger est de ne pas être capable d'envisager les surprises, qu’elles consistent en de nouvelles possibilités ou en des conséquences inattendues. Si nous nous contentions uniquement de projections ou d'extensions linéaires du présent, nous pourrions prévoir un monde assez similaire à ce qu’il est aujourd’hui. Ce «nouveau» monde, alimenté par les technologies quantiques, pourrait être plus rapide, bénéficier de quelques améliorations importantes. Cependant, il serait similaire à ce que nous connaissons actuellement. Ce nouveau monde de l'IA et du quantique pourrait bien ne pas être à la hauteur de la révolution paradigmatique attendue.

Néanmoins, il est également fort probable de voir émerger, en fait, un monde qui sera finalement extrêmement nouveau et très différent de ce que nous connaissons aujourd'hui.

Si nous voulons que notre prospective soit réellement agissante ("actionable" en anglais), nous devons également tenir compte du fait qu'un monde très différent pourrait se mettre en place.

Conséquences de changements scientifiques et technologiques passés comme exemple

L’histoire peut nous aider à identifier les types de changements auxquels nous pourrions être confrontés.

Longitude, cartes et impacts multiples

Allons-nous voir des changements aussi cruciaux que ce que fut l’amélioration progressive de la détermination de la longitude en mer par le passé (voir, par exemple,
Le projet Galileo
Longitude en mer)? Alors que l'humanité progressait dans sa capacité à déterminer la longitude en mer avec divers instruments et méthodologies, les sociétés évoluèrent du cabotage à la navigation trans-océanique. Celles qui développèrent ces nouvelles capacités de navigation passèrent d’un monde restreint à la possibilité d’expansion.

Dans le même temps, les cartes changèrent fondamentalement et furent améliorées, ce qui eu d’immenses conséquences sur le système de l'État moderne et sur les relations internationales (Thongchai Winichakul, Siam Mapped: A History of the Geo-Body of a Nation, 1994; Hélène Lavoix, “The Power of Maps“, 2012).

Les bateaux à vapeur, la diplomatie de la canonnière et la Chine

Verrons-nous une révolution aussi puissante que celle générée par l'usage et la diffusion des bateaux à vapeur, comme notamment "la diplomatie de la canonnière" du XIXe siècle (par exemple, Matthew McLin,Building Up Steam: Steamship Technology In 19th Century East Asian Colonial Warfare“, 2012)?

Cette époque signifia, entre autres, l’imposition par «l’Occident» à la Chine du système des traités portuaires (inégaux) (par exemple, Albert Feuerwerker, «The Foreign Presence in China," 1983, 128-207). Ainsi furent déclenchés une immense cascade de conséquences, dans le temps et dans l’espace, et qui nous touche encore aujourd’hui (pour un résumé sommaire et une première bibliographie, voir Hélène Lavoix, «From the Diaoyu Islands, with Warning“, 2012). En effet, pour la Chine, l'époque des traités portuaires est aussi connue sous le nom de «siècle de honte et d'humiliation» et fait partie intégrante de sa vision du monde, construite de manière historique. Cette perception du passé infuse ainsi ses décisions actuelles, y compris en ce qui concerne la course aux technologies quantiques (pour les fondements théoriques, voir Hélène Lavoix, ‘Nationalism’ and ‘genocide’).

C'est à ce type de questions, très réelles et non moins cruciales, que nous devons répondre si nous voulons avoir une prospective agissante en ce qui concerne la politique et la géopolitique dans le futur monde quantique.

Imaginer une nouvelle structure pour le monde futur

Lorsque nous nous bornons à étendre ou projeter linéairement le futur quantique à partir du présent, la structure du monde ne change pas. Par exemple, la fabrication d'avions pourrait être réalisée plus rapidement, à moindre coût, et les avions produits pourraient être de meilleure qualité, peut-être plus rapides, voire être autonomes. Mais, fondamentalement, ces avions seront toujours des avions et peu de choses auront changé. Pour un constructeur aérospatial, ne pas développer les capacités quantiques serait probablement catastrophique par rapport à la concurrence. Néanmoins, les changements probables sur le monde pourraient ne pas constituer des perturbations fondamentales.

Nous avons tendance à être enfermés mentalement dans le monde que nous connaissons. Nous ne pouvons que projeter et imaginer des tendances existantes ainsi que leurs principaux moteurs, déjà connus.

Cependant, ce que les exemples précédents tirés du passé montrent, est que nous devons penser au-delà de notre monde actuel. Nous devons être en mesure de penser à ce que pourraient être, aujourd'hui et demain, l'équivalent d'une évolution du cabotage à la navigation trans-océanique. Nous devons imaginer l'emergence de nouvelles représentations du monde sur de nouveaux dispositifs, lesquels modifieront fondamentalement nos systèmes politiques et le système international, ce que générèrent les nouvelles cartes géographiques dans le passé. Nous devons être en mesure d’imaginer des événements futurs similaires à ceux générés par les bateaux à vapeur et la diplomatie de la canonnière, qui plus est dirigée par des «barbares», et qui sont en mesure de profondément bouleverser notre monde.

En d’autres termes, nous devons nous assurer que nous ne sommes pas en proie à un «échec de l’imagination». En effet, cette erreur a été identifiée comme l’une des causes principales de l’échec d’alerte ("warning failure") qui conduisit au 11 septembre (The 9/11 Commission Report, pp. 339-348).

Au contraire, il faut favoriser l'imagination. Nous devons réussir à penser au-delà de la structure de notre monde connu.

Pour ce faire, nous allons d’abord identifier les éléments sur lesquels la révolution quantique est actuellement en train d'être construite. Nous examinerons ensuite chaque bloc et l’utilisation classique envisagée. Cependant, tout d'abord, nous ne nous arrêterons pas aux conséquences ou effets de premier ordre. Nous essayerons également d’envisager des impacts de deuxième et troisième ordres, notamment en termes de sécurité, de politique et de géopolitique.

À mesure que nous progresserons dans notre étude des blocs de construction du monde quantique, nous évoluerons vers des niveaux de complexité croissants. Nous essayerons d'imaginer comment certains de ces blocs sont ou pourraient être combinés entre eux. Enfin, pour essayer d’aller au-delà de la structure actuelle de notre monde, nous poserons des questions de type «et si» ("What if"). Nous "suspendrons l'incrédulité" ("suspend disbelief") et favoriserons l'imagination. Ces questions de type "et si" pourraient être une préparation pour un futur travail de prospective multidisciplinaire.

Eléments constitutifs du futur monde du quantique (et de l'IA)

Applications quantiques vues du monde de l'entreprise quantique

Le monde de l'entreprise, notamment les start-ups, a commencé à travailler sur la manière dont il pourrait créer et vendre des applications pour l'informatique quantique. Ce faisant, il a adopté une catégorisation et des classifications.

Par exemple, D-Wave (une entreprise spécialisée dans un type d’informatique quantique appelé quantum annealing - alors que la plupart des autres développent des gate-based quantum computers), identifie quatre domaines principaux pour ses applications: optimisation, apprentissage automatique (machine learning aka IA), science des matériaux et simulations de Monte Carlo.

La start up Zapata Computing, spécialisée dans la création d’algorithmes quantiques et le développement de logiciels sur toute plate-forme d’informatique quantique, classe ses applications selon trois domaines: la chimie quantique, l’optimisation et l’apprentissage automatique quantique, comme indiqué dans le tableau ci-dessous:

Les catégories d'application d'algorithmes quantiques et exemples de Zapata Computing
TempsNombre de QubitsChimie QuantiqueOptimisation QuantiqueApprentissage Automatique Quantique
À court terme50Matériaux pour batteriesOptimisation du portefeuille financierGénération image / audio
Catalyseur pour piles à combustibleOptimisation du processus de fabricationOptimisation de la chaîne d'approvisionnement
Durabilité des matériauxOptimisation d'itinéraires de véhiculesMaintenance prédictive
Plus long terme 500Découverte de médicamentsBioinformatiqueDétection de crédit / fraude

Une autre startup QCware, identifie cinq types de «cas d’utilisation»: simulation et chimie, optimisation, apprentissage automatique, équations différentielles et méthodes de Monte Carlo.

Consulting companies, such as the Boston Consulting Group, focus on applications, but already segment them according to the sectors they use for their consulting business (Philipp Gerbert and Frank Rueß, “The Next Decade in Quantum Computing—and How to Play“, BCG, 15 novembre 2018). Nous avons donc comme catégories d'utilisateurs: la haute technologie, les produits industriels, la chimie et la pharmacie, la finance et l'énergie (voir notamment l'illustration 9). Cependant, cette catégorisation précoce rend difficile l'imagination d'autres usages dans d'autres domaines. Qui plus est, elle prend à peine en compte les boucles de rétroaction entre industries ou les conséquences plus larges sur la société, lesquelles auront des conséquences pour tous les acteurs, y compris les entreprises.

Eléments constitutifs du futur monde du quantique (et de l'IA)

Si nous synthétisons ces approches, ainsi que d’autres, nous voyons que l'identification d'applications et utilisations futures - et actuelles - pour l’informatique quantique, et plus généralement pour les sciences quantiques, tend à suivre deux voies, qui peuvent ensuite être combinées.

Premièrement, et logiquement puisque nous traitons de nouvelles capacités informatiques, les acteurs utilisent des types d’algorithmes comme points de départ et catégories pour envisager de futures applications pour l'informatique quantique. Nous avons donc comme points de départ principaux les algorithmes d’optimisation quantique et l’apprentissage automatique quantique. On trouve également ici les simulations telles que les simulations / méthodes de Monte Carlo, et les équations différentielles.

Compte tenu de l'importance de l’algorithme de Shor, l’informatique quantique et la cryptographie devraient également appartenir cette catégorie (voir La future révolution de l'informatique quantique, l'intelligence artificielle et la géopolitique - 1). Cependant, nous examinerons également cette section, ainsi que le domaine associé de la communication quantique, compte tenu de l'impact sur le renseignement et le contre-espionnage, comme une "couche" complète du "millefeuille", affectant toutes les autres (voir aussi ★ Quantique, IA et géopolitique (2): le champ de bataille de l'informatique quantique et l'avenir).

Deuxièmement, diverses disciplines scientifiques tentent de développer une approche quantique de leur domaine. Elles se penchent sur l'amélioration que la mécanique quantique pourrait éventuellement apporter à leur compréhension scientifique. Dans ce cas, ces sciences bénéficient des nouvelles approches amenées par l'informatique quantique, et notamment du développement d'algorithmes quantiques.

Nous avons identifié la chimie quantique et les nouveaux matériaux quantiques, la biologie quantique, ainsi que la physique quantique, y compris l'optique quantique. La biologie quantique, étonnamment rejetée parfois comme "fumisterie", semble, en fait, être un domaine scientifique potentiellement tout à fait intéressant, selon, par exemple, la publication Royal Society Publishing Interface , publication très sérieuse et scientifiquement reconnue (Adriana Marais et al., “The future of quantum biology“, J R Soc Interface, novembre 2018). La détection et la métrologie quantiques (quantum sensing and metrology), qui font partie des sciences de l'information quantique (QIS), pourraient être considérées comme faisant partie de cette section.

Les prochains articles étudieront ces éléments constitutifs du futur monde quantique.


Image sélectionnée: Image par Alan9187 de Pixabay


Références supplémentaires et bibliographie

Fairbank, John K., éd. 1983. L'histoire de Cambridge en Chine Vol.12: La Chine républicaine 1912-1949, 1ère partie. Cambridge: Cambridge University Press.

Feuerwerker, Albert, “The Foreign Presence in China, "In Fairbank, ed. 1983.

Gerbert, Philipp et Frank Rueß, “The Next Decade in Quantum Computing—and How to Play“, BCG, 15 novembre 2018.

James, Paul, “Entrevue avec George Modelski ", dans Manfred B. Steger, Paul James, Mondialisation: la carrière d'un concept, Routledge, le 2 octobre 2017.

Lavoix, Hélène, “The Power of Maps“, The Red (Team) Analysis Society, 2012.

Lavoix, Hélène, “From the Diaoyu Islands, with Warning“, The Red (Team) Analysis Society, 2012.

Lavoix, Helene, 'Nationalisme' et 'Génocide': la construction de la nationalité, de l'autorité et de l'opposition - le cas du Cambodge (1861-1979) - Thèse de doctorat - École d'études orientales et africaines (Université de Londres), 2005 Accéder et télécharger via la British Library Ethos.

Marais, Adriana, Betony Adams, Andrew K. Ringsmuth, Marco Ferretti, J. Michael Gruber, Ruud Hendrikx, Maria Schuld,1 Samuel L. Smith, Ilya Sinayskiy, Tjaart PJ Krüger, Francesco Petruccione et Rienk van Grondelle, «L’avenir de la biologie quantique», J R Soc Interface, 2018 novembre; 15 (148): 20180640.Publié en ligne le 14 novembre 2018, en anglais: 10.1098 / rsif.2018.0640 PMCID: PMC6283985 PMID: 30429265.

McLin, Matthew, “Building Up Steam: Steamship Technology In 19th Century East Asian Colonial Warfare“, Mémoire de maîtrise, Université de Floride, 2012.

Modelski, George, Principles of World PoliticsFree Press, 1972.

The 9/11 Commission Report.

Winichakul, Thongchai, Siam Mapped: A History of the Geo-Body of a Nation, Chiang Mai: Livres sur les vers à soie, 1994.

A propos de l'auteur: Dr Helene Lavoix (MSc PhD Lond)

Dr Hélène Lavoix, PhD Lond (Relations internationales), est le directeur de The Red (Team) Analysis Society. Elle est spécialisée dans la prospective stratégique et l'alerte en matière de sécurité nationale et internationale. Elle se concentre actuellement sur l'intelligence artificielle, la science quantique et la sécurité. Elle enseigne au niveau Master à SciencesPo-PSIA.

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