Qu’est-ce que l’Internet des corps (IoB) ?

Lorsque l’internet des objets (Internet of Things IoT) se connecte à votre corps, le résultat est l’internet des corps (IoB). L’Internet des corps (Internet of Bodies IoB) est une extension de l’IoT et connecte essentiellement le corps humain à un réseau par le biais de dispositifs ingérés, implantés ou connectés au corps d’une manière ou d’une autre. Une fois connectés, les données peuvent être échangées, et le corps et le dispositif peuvent être surveillés et contrôlés à distance.

Il existe trois générations d’Internet des Corps qui incluent :

– Corps externe : Il s’agit d’appareils portables tels que les Apple Watches ou les Fitbits qui peuvent surveiller notre santé.

– Les dispositifs internes au corps : Il s’agit notamment des stimulateurs cardiaques, des implants cochléaires et des pilules numériques qui pénètrent dans notre corps pour surveiller ou contrôler divers aspects de notre santé.

– Corps embarqué : la troisième génération de l’Internet des corps est une technologie embarquée où la technologie et le corps humain sont fusionnés et ont une connexion en temps réel avec une machine distante.

Au XXe siècle, la technologie sans fil intégrée au corps humain ne relevait que de la science-fiction. Mais aujourd’hui, les appareils connectés au Wi-Fi, comme les moniteurs de fréquence cardiaque et les trackers de sommeil, sont devenus des éléments courants de la vie américaine. Comment la technologie bionique est-elle passée si rapidement de la science-fiction à la réalité ? Et que pourrait signifier cet “Internet des corps” pour nos vies à l’avenir ? Les chercheurs de RAND étudient ce phénomène et ce que les consommateurs et les décideurs doivent savoir alors que nous nous dirigeons vers un territoire inexploré.

L’internet des corps, ou IoB, est en fait un écosystème. Il s’agit d’un ensemble d’appareils connectés à l’internet qui contiennent des logiciels et qui soit recueillent des données personnelles sur votre santé, soit peuvent modifier le fonctionnement du corps. Nous considérons l’internet des corps comme la collection de tous ces appareils, ainsi que toutes les données que ces appareils recueillent sur vous. Dans le domaine de la santé, l’internet des corps existe depuis un certain temps déjà. Avec l’avènement de l’internet, il est très logique de connecter votre stimulateur cardiaque à l’internet afin que votre médecin puisse être automatiquement informé si quelque chose de bizarre se produit, s’il y a une anomalie. Il est naturel, à bien des égards, de vouloir en savoir plus sur son corps, sur son fonctionnement et sur ses performances.

Les dispositifs IoB pourraient révolutionner le secteur de la santé. Des quantités sans précédent de données personnelles sur la santé pourraient alimenter des plans de traitement entièrement adaptés aux besoins des patients.

Il existe aujourd’hui des pilules dotées d’un capteur électronique qui permet au professionnel de la santé de savoir si vous avez pris le médicament. D’autres choses, comme la médecine de précision, c’est l’idée de créer des produits pharmaceutiques ou des traitements spécifiquement pour votre corps, pour votre traitement personnalisé. L’IoB pourrait vraiment y contribuer, car aujourd’hui, une grande partie des prestations de santé sont basées sur des réactions moyennes, alors qu’avec les données des dispositifs IoB, vous pourriez être en mesure de traiter plus précisément un certain type de maladie.

Mais l’internet des corps ne sera pas une panacée. En fait, le marché largement non réglementé présente des risques pour les données particulièrement sensibles que ces dispositifs collectent.

Tout d’abord, il y a le risque cybernétique qu’un acteur puisse pirater le système, quel qu’il soit. Il y a aussi le risque lié à la confidentialité de toutes ces données qui sont collectées, et les réglementations concernant ces données sont vraiment obscures pour le moment. Il n’y a donc pas beaucoup de clarté quant à savoir à qui appartiennent ces données, ce qu’il en advient, à qui elles sont vendues et comment elles sont utilisées. Et il y a même des risques potentiels pour la sécurité nationale et mondiale.

Quelques exemples de ces risques se sont déjà joués dans la vie réelle. Par exemple, en 2018, des informations très sensibles sur l’activité militaire américaine et l’emplacement des bases ont été révélées par inadvertance par les trackers de fitness des soldats. Il s’agit donc d’un moment charnière. Que pouvons-nous faire pour nous assurer que nous récoltons les avantages potentiels de l’Internet des corps sans risquer notre vie privée, notre sécurité et notre autonomie personnelle ?

Les consommateurs doivent se méfier des dispositifs d’entrée/sortie de données parce que, comme ils deviennent de plus en plus populaires, toutes ces données intimes sont collectées, sans doute plus intimes que ce que nous avons jamais vraiment enregistré auparavant. Ce que l’on fait de ces données n’est pas clair. Vous savez, avec un ancien stimulateur cardiaque mécanique, aucune donnée n’était collectée et stockée, et vous pouviez consulter l’historique des rythmes cardiaques d’une personne.

Comme les politiques ont tendance à être à la traîne par rapport aux technologies innovantes de ce type, c’est probablement aux consommateurs et aux patients de faire attention aux appareils qu’ils utilisent et à ce qu’il advient de leurs données, et de connaître les réglementations en vigueur dans leur État, car elles varient énormément d’un État à l’autre. Même si vous pensez que vos données ne sont pas intéressantes ou que rien ne se passera avec vos données, il y a beaucoup d’inconnues dont il faut se méfier.

À mesure que les dispositifs IoT deviennent plus communs, les experts prédisent que l’acceptation et le désir de dispositifs IoB vont également augmenter. Le rapport RAND, The Internet of Bodies. Opportunities, Risks, and Governance, prévoit ce qui suit :

D’ici 2025, il y aura plus de 41 milliards de dispositifs IoT actifs, générant quotidiennement 2,5 quintillions d’octets de données sur l’environnement, les transports, la géolocalisation, l’alimentation, l’exercice physique, la biométrie, les interactions sociales et la vie humaine quotidienne. Cette explosion des dispositifs IoT entraînera une popularité accrue des dispositifs IoB.

(IoB) Internet des corps

L’IoB est directement liée au transhumanisme, au biohacking et aux cyborgs.

Transhumanisme, Bodyhacking, Biohacking, et autres

L’IoB est lié à plusieurs mouvements en dehors des soins de santé formels, axés sur l’intégration du corps humain à la technologie. Nous résumons ci-après certains de ces concepts, bien qu’ils se chevauchent et soient interchangeables.

Le transhumanisme est une vision du monde et un mouvement politique prônant la transcendance de l’humanité au-delà des capacités humaines actuelles. Les transhumanistes veulent utiliser la technologie, comme les organes artificiels et d’autres techniques, pour arrêter le vieillissement et obtenir une “prolongation radicale de la vie” (Vita-Moore, 2018). Les transhumanistes cherchent aussi parfois à résister aux maladies, à améliorer leur intelligence ou à déjouer la fatigue par le biais de l’alimentation, de l’exercice, de suppléments, de techniques de relaxation ou de nootropiques (substances susceptibles d’améliorer les fonctions cognitives).

Les bodyhackers, biohackers et cyborgs, qui aiment expérimenter l’amélioration du corps, se désignent souvent comme des grinders. Ils peuvent s’identifier ou non à des transhumanistes. Ces termes sont souvent interchangés dans l’usage courant, mais certains les distinguent (Trammell, 2015). Le bodyhacking fait généralement référence à la modification du corps pour améliorer les capacités physiques ou cognitives d’une personne. Certains bodyhacking sont purement esthétiques. Des hackers ont implanté des cornes dans leur tête et des lumières LED sous leur peau. D’autres hacks, comme l’implantation de micropuces RFID dans la main, visent à améliorer la fonction, permettant aux utilisateurs de déverrouiller des portes, de prendre les transports en commun, de stocker des informations sur les contacts d’urgence ou de faire des achats d’un simple geste du bras (Baenen, 2017 ; Savage, 2018).

Un bodyhacker a retiré la micro-puce RFID du porte-clés de sa voiture et l’a fait implanter dans son bras (Linder, 2019). Quelques bodyhackers ont implanté un dispositif qui est un routeur sans fil et un disque dur combinés qui peuvent être utilisés comme nœud dans un réseau maillé sans fil (Oberhaus, 2019). Certains bodyhacking sont de nature médicale, notamment les prothèses imprimées en 3D et les pancréas artificiels bricolés. D’autres encore utilisent le terme pour toute méthode visant à améliorer la santé, y compris la musculation, le régime alimentaire ou l’exercice.

Le biohacking désigne généralement les techniques qui modifient les systèmes biologiques des humains ou d’autres organismes vivants. Cela va de la musculation et des nootropiques au développement de remèdes pour les maladies via l’auto-expérimentation, en passant par la manipulation génétique humaine grâce aux techniques CRISPR-Cas9 (Samuel, 2019 ; Griffin, 2018).

Les cyborgs, ou organismes cybernétiques, sont des personnes qui ont utilisé des machines pour améliorer leur intelligence ou leurs sens. Neil Harbisson, un daltonien qui peut “entendre” les couleurs grâce à une antenne implantée dans sa tête qui joue une mélodie pour différentes couleurs ou longueurs d’onde de la lumière, est reconnu comme la première personne à être légalement reconnue par un gouvernement comme un cyborg, en étant autorisé à faire figurer son implant sur sa photo de passeport (Donahue, 2017).

Parce que l’IoB est un domaine très vaste qui recoupe les modifications corporelles à faire soi-même, les produits de consommation et les soins médicaux, il est essentiel de comprendre ses avantages et ses risques.

Technologies IoB

La technologie IoB s’est développée rapidement dans toute une série d’applications médicales et grand public, les sociétés médicales établies et les grandes entreprises technologiques étant de plus en plus rejointes par de nouvelles start-ups IoB. Dans cette section, quelques exemples de dispositifs IoB afin de démontrer la gamme de technologies disponibles ou en cours de développement.

– Lentilles de contact à réalité augmentée
– Dispositifs de lecture et d’écriture du cerveau
– Capteurs implantés dans le corps
– Vêtements avec capteurs
– Micro-puces implantables (RFID et NFC)
– Capteurs mentaux et émotionnels
– Pancréas artificiel
– Couche connectée par Bluetooth

Technologies (IoB) Internet des corps

Bientôt, les médecins seront en mesure de savoir si vous prenez correctement les médicaments qui vous sont prescrits et disposeront d’outils pour vous signaler si vous ne le faites pas. Des pilules numériques seront utilisées pour enregistrer votre conformité médicale, comme le signale le rapport RAND :

« En 2017, la FDA a approuvé la première pilule numérique : un comprimé d’aripiprazole avec un capteur ingérable intégré dans la pilule qui enregistre la prise du médicament. Le produit est approuvé pour le traitement de la schizophrénie, le traitement aigu des épisodes maniaques et mixtes associés au trouble bipolaire, et pour une utilisation comme traitement d’appoint de la dépression chez les adultes… Le système fonctionne en envoyant un message du capteur de la pilule à un patch portable. Le patch transmet l’information à une application mobile afin que les patients puissent suivre l’ingestion du médicament sur leur smartphone. Les patients peuvent également permettre à leurs soignants et à leur médecin d’accéder à ces informations via un portail web. »

L’IoB a besoin de technologies avancées pour une efficacité maximale

Si vous vous demandez ce qui alimentera toute cette technologie à venir, la réponse réside dans une combinaison de la 5G (puis à terme de la 6G d’ici 2030), du Wi-Fi de nouvelle génération et de l’Internet par satellite. Ces systèmes avancés augmenteront les vitesses de transfert des données et offriront une latence très faible, de sorte que les pertes audio et visuelles des appels Zoom seront reléguées dans les poubelles de l’histoire. Combinés, ces systèmes fourniront la puissance et les ressources nécessaires à la création d’une grille de contrôle et de surveillance qui pourra être suivie en temps réel. RAND confirme cet objectif, en illustrant que :

« Ces progrès permettront aux technologies IoT grand public, telles que les systèmes domestiques intelligents, de se connecter aux dispositifs IoB de sorte que, par exemple, le thermostat intelligent d’une personne sera lié à ses vêtements intelligents et pourra automatiquement réguler la température de sa maison. Une plus grande connectivité et l’intégration généralisée de l’IoB dans les smartphones et les appareils – dont certains pourraient collecter des données à l’insu de l’utilisateur – augmenteront le suivi numérique des utilisateurs pour toute une série de comportements. »

Selon l’auteur Thomas S. Rappaport, la technologie 6G “permettra d’envoyer des signaux sans fil à la vitesse du calcul humain”… et “pourrait signifier que l’intelligence humaine pourrait être envoyée instantanément par voie aérienne.” Les experts prévoient que la 6G sera largement disponible d’ici 2030.

Avantages potentiels de l’IoB

Les inconvénients potentiels de la technologie IoB ont été clairement établis, mais peut-on en tirer quelque chose de positif ? L’IoB ne pourrait en aucun cas être vendue aux masses si elle ne promettait pas d’améliorer la qualité de vie. Comme l’indique RAND :

« L’IoB pourrait permettre un accès plus large aux prestations de santé en permettant des soins de santé peu coûteux “distribués” ou “démocratisés” ou en diminuant la nécessité d’interventions médicales risquées ou coûteuses. Grâce à une plus grande sensibilisation à la santé, à une meilleure prévention et à une intervention plus efficace, l’IoB pourrait même faire baisser les coûts des soins de santé. On a émis l’hypothèse que la détection et l’intervention précoces par le biais de la surveillance à distance étaient les principaux moteurs de cette réduction. Les dispositifs IoB peuvent recueillir des données vitales pour fournir des alertes médicales aux médecins, aux patients et au personnel soignant. Les dispositifs IoB pourraient également s’avérer utiles pour guider le traitement des personnes qui ne peuvent pas parler ou exprimer leurs symptômes ou leurs pensées, comme les nourrissons, les victimes d’accidents vasculaires cérébraux ou les patients atteints de démence, en alertant les soignants en cas de changements significatifs des signes vitaux, par exemple. L’IoB est une approche prometteuse pour le développement de systèmes de télésurveillance de la santé en temps réel pour les patients atteints de maladies non transmissibles, notamment les diabétiques et les cardiaques. »

Risques liés à l’IoB : Accès inattendus, vulnérabilités et conséquences.

Malheureusement, il semble que les conséquences négatives des dispositifs IoB l’emporteront largement sur leurs avancées. Il y a tout simplement trop de choses qui peuvent mal tourner, comme l’indique le tableau 4.

Risques (IoB) Internet des corps

Qu’il s’agisse de décès, de problèmes de sécurité nationale ou d’atteinte à l’autonomie du corps, les conséquences négatives de la technologie IoB sont dévastatrices. RAND renforce encore les inquiétudes, en soulignant que :

« L’accès à d’énormes torrents de données biométriques diffusées en direct pourrait […] permettre un état de surveillance d’une intrusion et de conséquences sans précédent. Il pourrait accroître les disparités en matière de santé, où seules les personnes ayant des moyens financiers ont accès à l’un de ces avantages. La connectivité accrue des appareils IoT et IoB pourrait offrir une surface d’attaque plus importante, introduisant davantage de vulnérabilités à travers ces réseaux. Tout comme la possession par des étrangers de données sur les habitudes amoureuses ou le statut VIH des Américains pourrait être utilisée à des fins néfastes, les données biométriques et de santé des consommateurs américains pourraient être exploitées par des adversaires qui pourraient compiler des données provenant de nombreuses sources pour établir des profils détaillés de leurs cibles américaines. »

L’IoB ouvre donc la voie au Grand Reset et à la 4e révolution industrielle, au transhumanisme, au biohacking et aux cyborgs.

Le WEF promeut l’IoB

Étant donné le rôle central de Schwab et du WEF dans la promotion de la grande réinitialisation, il n’est pas surprenant que le WEF encourage l’Internet des corps.

Un article écrit en juin 2020 s’intitule “L’Internet des corps est là. Voici comment il pourrait changer nos vies. Un autre est un rapport intitulé Shaping the Future of the Internet of Bodies : New challenges of technology governance (Façonner l’avenir de l’internet des corps : nouveaux défis de la gouvernance technologique), qui explique en détail comment l’IoB fonctionnerait, parle des “avantages sociaux liés aux données” et analyse la manière dont la gouvernance et les lois devraient changer pour que l’IoB soit légalement réalisable.

Klaus Schwab est aussi un grand partisan du transhumanisme, il prévoit l’implantation de puces sur les vêtements puis sous la peau ou dans le cerveau d’ici 2026, pour établir une “communication directe entre notre cerveau et le monde digital”. Il défend et promeut l’avènement de l’intelligence artificielle. Il parle aussi de longévité. Il affirme que le moment est proche où les développements technologiques vont non seulement “changer la façon dont nous vivons et travaillons”, mais vont “même remettre en question les idées sur ce que signifie être humain.”

RAND, Forbes, WEF

Les dernières avancées de l’intelligence artificielle

Différentes prédictions défrayent la chronique depuis maintenant quelques années à propos de l’émergence d’une intelligence artificielle dite forte (autonome et multidisciplinaire). Optimistes ou non, tous les commentateurs du phénomène s’accordent plus ou moins sur la supériorité de l’intelligence artificielle sur l’humain dans tous les domaines d’ici 30 à 200 ans. Selon les commentateurs chinois, l’autonomisation complète de l’intelligence artificielle interviendra d’ici 104 ans, tandis que les Américains l’estiment à 169 ans. En attendant, voici quelques actualités notables.

Puisant dans des bases de données gigantesques, des algorithmes sont déjà si complexes que certaines machines prennent des décisions que l’Homme ne peut pas expliquer à ce jour. Plus étonnant encore, certaines intelligence artificielle détectent lorsqu’un humain tente de modifier leur comportement et peuvent même tout faire pour s’opposer à l’acte s’il entre en conflit avec l’objectif initial de l’intelligence artificielle.

Le même jour, Alibaba et Microsoft ont annoncé que leurs intelligences artificielles respectives ont battu l’Homme sur un test de lecture de référence, avec un score de 82,44 pour Alibaba et de 82,65 pour Microsoft, contre 82,304 pour l’humain. Le test en question, le Stanford Question Answering Dataset, pose 100 000 questions fermées sans possibilité d’interprétation à partir de 500 articles de Wikipédia.

Des chercheurs de l’Université du Maryland ont mis au point le Deception Analysis and Reasoning Engine (DARE), une intelligence artificielle détectant automatiquement le mensonge dans des vidéos de procès. DARE a appris à détecter et analyser les micro-expressions humaines (lèvres saillantes, sourcils froncés, etc.) et les différentes fréquences de voix d’un individu pour constater s’il fabule ou non. À plus long terme, le programme vise explicitement à être utilisé par les services de renseignement pour « prédire le mensonge dans un environnement ouvert ».

Une intelligence artificielle détecte le mensonge

Selon le docteur Laurent Alexandre, le développement de la génomique, des neurosciences et des capteurs électroniques connectés surveillant la santé, vont bouleverser le domaine médical. Les milliards de données qui composeront notre dossier médical ne pourront être analysés que par des intelligence artificielle. Les deux groupes numériques les plus investis dans la santé sont IBM et Google, mais Microsoft, Facebook, Amazon et Baidu se sont également engagés très sérieusement dans le secteur (L’Express, 27/12/17).

Des chercheurs de l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT) ont réussi à créer des synapses artificielles. Il s’agirait d’une avancée déterminante et du dernier frein à l’accroissement de la puissance des intelligence artificielle. Un processeur basé sur un réseau neuronal imite le fonctionnement du cerveau humain en passant d’une transmission d’informations binaires (les processus informatiques actuels) à une liaison analogique (humaine). Cette découverte permettrait l’émergence de puces « neuromorphiques » pour traiter des millions de flux de calculs parallèles à l’instar du cerveau de l’Homme. Ces processeurs auront une puissance de calcul comparable à des supercalculateurs.

D’ici 2028, l’intelligence artificielle pourrait remplacer ou au moins assister les professeurs pour répondre aux difficultés de l’éducation et de l’enseignement dans les classes, selon le Forum Économique Mondial.

Intelligence Artificielle Mimétique – I.AM par Grégory Aimar

Le transhumanisme : une nouvelle religion ?

Année 2025. Damian Goodwill est un homme partagé. Partagé entre ses sentiments et sa raison, entre ses rêves et ses peurs, entre son passé et son avenir.

Le transhumanisme lui offre l’espoir de trouver la paix intérieure : mémoire illimitée, intelligence augmentée, prothèses synthétiques, mondes virtuels… Grâce à la puce implantée dans son cerveau, et à sa connexion permanente avec MAÏA, l’intelligence artificielle centrale, Damian découvre un univers à la puissance vertigineuse. Malgré les réticences de ses amis et de sa compagne, rien ne semble pouvoir empêcher Damian de prêter allégeance à cette nouvelle religion… Sa ferveur et sa loyauté en font même le porte-parole du mouvement post-humaniste.

Mais alors que Damian croit avoir trouvé en Nephila, la fascinante muse du parti, les réponses à toutes ses errances existentielles, des questions le hantent : comment transférer la conscience humaine dans une machine ? Peut-on réellement vaincre la mort ? Surtout : où est la place de l’âme dans cette nouvelle humanité ?

Un roman d’anticipation sur les conséquences du transhumanisme sur nos vies et la société.

I.AM extrait à télécharger

Après un essai philosophique et deux recueils de nouvelles, Grégory Aimar nous livre ici son premier roman sur un thème qui lui tient particulièrement à cœur : le transhumanisme. Ce roman est une réflexion sur l’âme, sur ce qui définit un être humain et sur le lien qui unit son esprit et son corps. La question que pose le transhumanisme, cette idéologie prétendant offrir l’éternité aux êtres humains grâce à la technologie, est proprement existentielle : quelle éternité ? Celle de notre corps ? De notre personnalité ? De notre âme ? (…) Riche d’un parcours professionnel très éclectique, l’auteur exploite ici ses connaissances dans de nombreux domaines comme les médias, la communication, l’économie, la technologie ou encore la psychologie, tout en jouant à faire des prédictions sur l’avenir de l’humanité.

L’informatique quantique va changer le monde

Quels en seront les effets sur notre quotidien?

Cela fait déjà plusieurs années que le monde de la science et de la technologie est animé par l’informatique quantique, mais notre quotidien est toujours dépourvu d’une telle technologie. Les systèmes quantiques peuvent crypter les données de manière infaillible, nous permettre d’exploiter l’énorme quantité de données existantes, et résoudre des problèmes complexes que même les supercalculateurs les plus puissants ne peuvent résoudre (comme des diagnostics médicaux et des prévisions météorologiques).

Or, en novembre dernier, nous avons fait un pas de plus en direction de ce futur quantique nébuleux, alors que paraissaient dans la prestigieuse revue Nature deux articles faisant état de systèmes quantiques parmi les plus avancés à ce jour.

Dans cette interview accordée à Futurism, Mikhail Lukin, professeur de physique à l’Université Harvard et auteur principal de l’un de ces articles, explique l’état actuel de l’informatique quantique, nous dit quand nos téléphones et nos bureaux pourraient être équipés de technologies quantiques, et ce qu’il faudra pour que cela se produise.

Les Machines pour le Big Data : Vers une Informatique Quantique et Cognitive (PDF)

Futurism : Pouvez-vous d’abord nous expliquer, en termes simples, comment fonctionne l’informatique quantique?

Mikhail Lukin : Commençons par expliquer comment fonctionnent les ordinateurs classiques. Avec un ordinateur classique, vous formulez le problème que vous voulez résoudre sous la forme d’une entrée, qui est essentiellement un flux constitué de 0 et 1. Pour effectuer des calculs, il faut créer un certain nombre de règles fondées sur la façon dont ce flux pourra circuler – c’est notre processus de calcul (addition, multiplication, etc.).

Mais nous savons depuis plus de 100 ans que le monde microscopique est fondamentalement régi par les lois de la mécanique quantique, et à l’échelle quantique, on retrouve également des systèmes. Votre ordinateur, par exemple, ou votre chaise pourraient être placés dans deux états différents à la fois – c’est l’idée de la superposition quantique. En d’autres termes, votre ordinateur pourrait se trouver simultanément à Boston et à New York. Donc, cette superposition quantique, même si elle nous paraît très étrange, est permise par les lois de la mécanique quantique. À grande échelle, comme dans mon exemple, c’est évidemment très bizarre. Mais dans le monde microscopique, comme à l’échelle d’un seul atome, ce type d’état superposé est en fait assez courant. Ainsi, en effectuant de nombreuses expériences scientifiques, les chercheurs ont pu démontrer qu’un même atome peut se trouver dans deux états différents à la fois.

L’idée de l’ordinateur quantique est d’utiliser les règles de la mécanique quantique pour traiter l’information. On peut assez facilement comprendre pourquoi ce type de machine peut être si puissant. Avec un ordinateur classique, vous fournissez des données d’entrée, il les traite, puis vous transmet des données de sortie. Mais avec du matériel utilisant les principes de la mécanique quantique, plutôt que de simplement fournir de manière séquentielle des données d’entrée et de lire les réponses, le registre informatique peut être dans les superpositions quantiques de différents types d’entrées à la fois.

Cela signifie que si on traite cet état de superposition à l’aide des lois de la mécanique quantique, on peut traiter beaucoup, beaucoup d’entrées à la fois. L’accélération sera même exponentielle par rapport aux programmes classiques.

Les puces neuromorphiques pourraient être l’avenir de l’informatique

F : À quoi ressemble un ordinateur quantique?

ML : En entrant dans une pièce où se trouve notre machine quantique, vous verriez une cellule ou un tube à vide dans lequel sont projetés une série de lasers. À l’intérieur, on utilise un type d’atome en très faible densité. Nous utilisons les lasers pour ralentir le mouvement atomique très près du zéro absolu, un processus appelé “refroidissement par laser”.

F : Et comment le programmez-vous?

ML : Pour programmer un ordinateur quantique, nous lançons une centaine de rayons laser concentrés dans une chambre à vide. Chacun de ces faisceaux laser agit comme une pince optique, en saisissant un atome ou non. Nous avons ces pièges atomiques, chacun étant chargé ou vide. Nous prenons ensuite une photo de ces atomes piégés, et nous déterminons quels pièges sont pleins et lesquels sont vides. Ensuite, nous réarrangeons les pièges contenant des atomes uniques selon la configuration que nous souhaitons. Comme chacun des atomes est retenu séparément et donc facilement contrôlable, nous pouvons en principe les positionner comme nous le souhaitons.

Positionner ainsi les atomes constitue une manière de programmer. Pour bien contrôler les qubits, nous amenons doucement et prudemment les atomes de leur niveau d’énergie le plus bas vers un niveau d’énergie supérieur. Nous utilisons pour cela des faisceaux laser soigneusement choisis qui sont projetés à une transition spécifique. Leur fréquence est très étroitement contrôlée. Dans cet état excité, les atomes deviennent très volumineux, et se mettent à interagir ou, pourrait-on dire, à communiquer entre eux. En choisissant l’état auquel nous excitons les atomes, de même que leurs arrangements et leurs positions, nous pouvons programmer les interactions avec beaucoup de contrôle.

F : Pour quels types d’applications l’ordinateur quantique est-il le plus utile?

ML : Pour être honnête, nous ne connaissons pas vraiment la réponse à cette question. Nous croyons que les ordinateurs quantiques ne sont pas nécessairement bons pour tous les types de calcul. Mais certains problèmes sont mathématiquement difficiles à résoudre, même pour les meilleurs ordinateurs classiques. Il s’agit généralement de problèmes très complexes, d’optimisations complexes par exemple, impliquant plusieurs contraintes contradictoires à gérer.

Imaginons que vous vouliez donner un cadeau collectif à un groupe de personnes aux intérêts variés. Or, il se pourrait que certains intérêts soient contradictoires. Pour résoudre ce problème de façon classique, vous pourriez regrouper les individus par paires ou triplets pour vous assurer de satisfaire les intérêts non contradictoires. La complexité de ce problème augmentera très rapidement si vous ajoutez des personnes, car le nombre de combinaisons classiques à vérifier est exponentiel. Plusieurs croient que les ordinateurs quantiques s’avéreraient plus efficaces pour résoudre ce type de problème.

Un autre exemple bien connu est la factorisation. Si on prend un petit nombre, disons 15, nous savons qu’il a 3 et 5 comme facteurs. Mais c’est le genre de problème qui se complexifie très rapidement si on prend des nombres de plus en plus élevés. Si on prend un nombre élevé qui a deux grands facteurs, la meilleure façon avec la méthode classique de trouver ces facteurs est d’essayer tous les nombres en commençant par un, deux, trois, et ainsi de suite. Mais il s’avère qu’il existe un algorithme quantique, appelé algorithme de Shor, qui permet de trouver les facteurs d’un nombre de manière exponentiellement plus rapide que les meilleurs algorithmes classiques connus. Si vous pouvez faire quelque chose à une vitesse exponentiellement plus élevée qu’à l’aide d’une autre approche, cela représente un énorme avantage.

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F : J’ai l’impression que votre mission, et celle des autres dans le domaine, est d’améliorer cette technologie et de nous aider à mieux la comprendre. Les applications semblent plutôt secondaires, et seront développées quand vous aurez les outils. Est-ce le cas?

ML : Je vais répondre à votre question par une analogie. Les premiers ordinateurs classiques étaient surtout utilisés pour faire des calculs scientifiques et des expériences numériques destinés à mieux comprendre le comportement des systèmes physiques complexes. Aujourd’hui, les ordinateurs quantiques en sont à ce stade de développement. Ils nous permettent déjà d’étudier des phénomènes physiques quantiques complexes. Ils sont utiles dans un cadre scientifique, et les chercheurs les utilisent déjà à cette fin.

En fait, un des constats de nos articles [publiés dans Nature] est que nous avons déjà construit des machines suffisamment grandes, complexes et quantiques pour réaliser des expériences scientifiques autrement très difficiles à réaliser, même à l’aide des meilleurs ordinateurs classiques (principalement des superordinateurs). Dans le cadre de nos travaux, l’appareil nous a déjà permis de faire une découverte scientifique. Celle-ci n’avait pu être faite jusqu’à présent, en partie en raison du fait qu’il est très difficile pour les ordinateurs classiques de modéliser ces systèmes. À certains égards, nous sommes en train de franchir le seuil où les machines quantiques deviennent utiles, du moins à des fins scientifiques.

Pendant le développement des ordinateurs classiques, on avait déjà une bonne idée des algorithmes qu’on allait pouvoir utiliser. Mais en fait, lorsque les premiers ordinateurs ont été construits et qu’on a commencé à les expérimenter, cela a mené à la création de nombreux algorithmes plus efficaces et plus utiles. En d’autres termes, c’est à ce moment-là qu’on a découvert à quoi ces ordinateurs pouvaient réellement servir.

C’est la raison pour laquelle je dis que nous ne pouvons pas vraiment savoir aujourd’hui à quelles tâches les ordinateurs quantiques s’avéreront particulièrement utiles. La seule façon de le découvrir est de construire de puissants ordinateurs quantiques fonctionnels, et de les mettre à l’essai. C’est un objectif de grande importance, et nous entrons maintenant dans cette phase. Nous nous approchons sérieusement du stade où nous pourrons commencer à expérimenter des algorithmes quantiques sur des machines à grande échelle.

F : Parlez-moi un peu de votre article dans Nature. De quelle avancée est-il question? Et à quel point sommes-nous près de concevoir des algorithmes faits pour les ordinateurs quantiques?

ML : Parlons d’abord de la manière de quantifier les machines quantiques. Pour ce faire, utilisons trois axes. Sur un des axes se trouverait l’échelle indiquant le nombre de qubits, [ou bits quantiques, soit l’unité élémentaire de l’ordinateur quantique, l’équivalent des bits en informatique classique]. Plus il y en a, mieux c’est. Un autre axe indiquerait le degré de « quanticité », c’est-à-dire la cohérence de ces systèmes. Maintenant, pour quantifier un ordinateur quantique, vous devez déterminer la probabilité qu’un calcul soit exempt d’erreur lorsque vous utilisez un nombre donné de qubits.

Si vous n’utilisez qu’un seul qubit, les probabilités d’erreur sont minimes. Mais dès que leur nombre est plus élevé, ces probabilités augmentent de façon exponentielle. Les systèmes dont il est question dans notre article et dans l’article complémentaire ont assez de qubits et sont suffisamment cohérents pour effectuer la série de calculs avec une probabilité d’erreur relativement faible. En d’autres termes, en un nombre donné d’essais, nous pouvons obtenir un résultat exempt d’erreur.

Mais ce n’est pas tout. Le troisième axe indique le potentiel de programmation de la machine. Essentiellement, si vous pouvez faire communiquer chaque qubit avec chacun des autres qubits de manière arbitraire, vous pouvez alors coder n’importe quel problème quantique dans la machine. De telles machines sont parfois appelées ordinateurs quantiques universels. Notre machine n’est pas entièrement universelle, mais elle présente un très haut degré de programmabilité. Nous pouvons en fait changer la connectivité très rapidement. C’est ce qui nous permet finalement d’expérimenter et de faire de nouvelles découvertes sur ces phénomènes quantiques complexes.

F : Les ordinateurs quantiques pourront-ils un jour être réduits à la taille d’un téléphone ou d’un autre type d’appareil mobile?

ML : Ce n’est pas impossible. Il existe des moyens de les assembler de sorte à les rendre portables, potentiellement de les miniaturiser suffisamment, peut-être pas à la taille d’un téléphone mobile, mais peut-être d’un ordinateur de bureau. Mais à l’heure actuelle, ce n’est pas encore possible.

F : Croyez-vous qu’à l’instar des ordinateurs classiques, les ordinateurs quantiques passeront du stade de la découverte scientifique à celui d’une utilisation massive dans une trentaine d’années?

ML : La réponse est oui, mais pourquoi trente ans? Ça pourrait se produire beaucoup plus rapidement.

F : Quels progrès doit-on encore réaliser pour en arriver là?

ML : Je pense qu’il nous faut des ordinateurs assez puissants pour comprendre pleinement à quoi ils peuvent vraiment servir. Nous ne savons pas encore ce que les ordinateurs quantiques sont capables de faire. Nous ne connaissons pas leur plein potentiel. Je crois que le prochain défi est là.

La prochaine étape sera celle de l’ingénierie et de la création de machines destinées à des applications spécialisées. Plusieurs travaillent déjà, y compris [mon équipe], à la mise au point de petits appareils quantiques conçus pour, par exemple, aider au diagnostic médical. Dans certaines de ces applications, les systèmes quantiques ne font que mesurer de minuscules champs électriques ou magnétiques dans le but d’améliorer l’efficacité des diagnostics. Je crois que c’est déjà en train de se produire. Certaines de ces idées sont déjà en phase de commercialisation.

Alors peut-être que des applications plus générales pourraient être commercialisées. Dans la pratique, les ordinateurs quantiques et les ordinateurs classiques fonctionneront probablement de manière complémentaire. En fait, il est fort probable que la majeure partie du travail sera effectuée par des ordinateurs classiques, mais que certaines parties, les problèmes les plus difficiles, seront résolues par des machines quantiques.

Il existe également un autre domaine appelé communication quantique qui s’intéresse au transfert d’états quantiques entre stations éloignées. En utilisant les états quantiques pour envoyer de l’information, on peut construire des lignes de communication totalement sécurisées. De plus, grâce aux réseaux quantiques (parfois appelés internet quantique) nous devrions pouvoir accéder à distance à des serveurs quantiques. On peut donc facilement imaginer de nombreuses manières qui amèneront les ordinateurs quantiques à faire partie de notre quotidien, sans nécessairement les porter dans notre poche.

L’informatique quantique et la blockchain, une équation à plusieurs inconnues

F : Y a-t-il quelque chose au sujet des ordinateurs quantiques qui devrait être davantage connu du public?

ML : L’informatique quantique et les technologies quantiques sont dans l’actualité depuis un certain temps. Pour nous, les scientifiques, il s’agit d’un domaine passionnant. Elle représente réellement une frontière de la recherche scientifique dans de nombreux sous-domaines. Depuis cinq à dix ans, la plupart des gens croient que les développements dans le domaine sont très futuristes, qu’il faudra attendre encore longtemps avant de créer des ordinateurs quantiques utiles.

Je pense que ce n’est pas du tout le cas. Je crois que nous entrons déjà dans une ère nouvelle qui présente un potentiel énorme de découvertes scientifiques, qui amènera des applications étendues pour la science des matériaux, la chimie, tout ce qui implique des systèmes physiques complexes. Mais j’ai aussi l’impression que très bientôt, nous allons commencer à découvrir à quelles fins les ordinateurs quantiques peuvent être utiles dans un cadre beaucoup plus large, allant de l’optimisation à l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique (machine learning). Je crois que tout ça se profile à l’horizon.

Nous ne savons pas encore ce que feront les ordinateurs quantiques, ni comment ils le feront, mais nous le saurons très bientôt.

traduction Mathieu Lepage

Futurism

Les puces neuromorphiques pourraient être l’avenir de l’informatique

Les nouveaux dispositifs d’Intel montrent la vie au-delà des failles de sécurité et des limites de la loi de Moore. Sonder le cerveau : les puces neuromorphiques d’Intel, qui imitent les neurones et les synapses, peuvent reconnaître des objets sur des images capturées par une webcam en utilisant un millième de la puissance des puces traditionnelles. Sauts quantiques : La société a également construit une puce quantique de 49 qubits, ce qui la place au même niveau qu’IBM. De tels dispositifs sont maintenant assez grands pour commencer à faire un travail utile. Ce que cela signifie : MIT Technology Review explique comment les puces pourraient façonner l’avenir de l’informatique.

L’appareil, appelé Loihi, qu’Intel met à l’épreuve au Consumer Electronics Show (CES) de Las Vegas, est une puce neuromorphique – qui imite, de manière simplifiée, le fonctionnement des neurones et des synapses dans le cerveau.

Les meilleurs algorithmes d’intelligence artificielle utilisent déjà des programmes semblables à des cerveaux, appelés réseaux de neurones simulés, qui s’appuient sur un traitement parallèle pour reconnaître des modèles dans les données – y compris les objets dans les images et les mots dans la parole. Les puces neuromorphiques poussent cette idée plus loin en gravant le fonctionnement des réseaux neuronaux dans le silicium. Ils sont moins flexibles et puissants que les meilleurs puces d’usage général, mais étant spécialisés dans leur tâche, ils sont très économes en énergie et donc idéaux pour les appareils mobiles, les véhicules et les équipements industriels.

Des synapses artificielles sont capables d’apprendre de manière autonome

L’idée des puces neuromorphes existe depuis des décennies, mais la technologie pourrait enfin être prête à trouver son créneau commercial. Dans l’industrie de la technologie, les progrès de l’intelligence artificielle ont inspiré de nouvelles recherches sur le matériel capable d’utiliser plus efficacement les algorithmes de machine learning (apprentissage automatique).

Chris Eliasmith, un professeur qui étudie les neurosciences et les architectures informatiques à l’Université de Waterloo au Canada, dit que le plus grand défi avec les puces neuromorphiques dans le passé a été leur mise à l’échelle.

La puce fait partie de la tentative d’Intel de se réinventer. La société ne peut plus compter sur des processeurs de plus en plus rapides, car la loi de Moore se heurte aux lois de la physique. Pendant ce temps, la publicité pour le nouveau dispositif offre un peu de répit suite aux retombées causées par une faille de sécurité récemment révélé affectant des centaines de millions de puces Intel.

La société a également annoncé au CES qu’elle avait construit une nouvelle puce d’informatique quantique relativement grande, un appareil qui exploite les règles étranges et merveilleuses de la physique quantique pour faire certains types de calculs avec une rapidité incroyable. Cette puce, appelée Tangle Lake, contient 49 bits quantiques, ou «qubits».

Intel n’a pas encore révélé d’autres détails, y compris la fiabilité de la puce quantique. Les nouvelles mettent l’entreprise sur un pied d’égalité avec IBM, qui a récemment dévoilé une puce de 50 qubits. Cependant, alors que les appareils approchent d’une étape où ils sont capables d’effectuer un travail utile, on ne sait pas encore comment ils pourraient être utilisés au-delà de quelques niches telles que les codes de craquage et les matériaux de modélisation.

Intel Newsroom, MIT Technology Review

The Human Brain Project : le fantasme de l’immortalité digitale

Financé par l’Union Européenne et installé à Genève, The Human Brain Project est un superordinateur capable de reproduire le comportement humain et les réactions physiologiques du cerveau afin, notamment, de mieux comprendre les mécanismes des maladies neurodégénératives.

Mais, bien au-delà de l’aspect médical, le projet devrait permettre la création de l’un des cerveaux digitaux les plus perfectionnés au monde, et pourrait permettre de prolonger la vie en transférant le contenu d’un cerveau humain dans cette entité digitale.

Un an seulement après son lancement officiel, le Human Brain Project (HBP) compte déjà des succès remarquables. Désigné en 2014 comme l’un des deux “flagships” (projets phares) de l’Union Européenne pour la décennie à venir, ce programme de recherche, installé à Genève et dirigé par l’École Fédérale Polytechnique de Lausanne, rassemble plus d’une centaine de partenaires et chercheurs issus de 24 pays à travers le monde, dont les États-Unis, la Chine, l’Allemagne ou encore Israël.

D’une approche réductionniste à une approche globale

Jusqu’à présent, l’étude du cerveau consistait à observer le fonctionnement et les réactions de chaque sous-partie de la structure. Cette méthode a, bien entendu, permis de réaliser d’immenses avancées, mais la recherche a également prouvé que la complexité du cerveau et les relations au sein de l’architecture cérébrale empêchaient désormais de progresser dans la connaissance des mécanismes du cerveau humain. Il était donc nécessaire de passer rapidement à une approche beaucoup plus globale pour, notamment, espérer progresser dans les recherches en neurosciences et le traitement de maladies neurodégénératives, comme Alzheimer ou Parkinson.

L’objectif ultime du HBP est donc de synthétiser toutes les données acquises sur le cerveau afin de construire une sorte de “simulateur” virtuel des mécanismes et fonctionnements cérébraux. A terme, le projet sera à disposition des chercheurs du monde entier, afin que ceux-là puissent tester leurs hypothèses et mettre au point de nouvelles thérapies.

90% des objectifs atteints

En 2014, le HBP avait fixé treize objectifs, ou sous-projets, à atteindre. Les résultats sont extrêmement positifs, puisque 90% des objectifs ont été remplis. Les différents groupes de travail ont ainsi pu créer en 3D, et pour la première fois, une modélisation du cerveau d’un rat de laboratoire. Ils ont également réalisé un atlas du cerveau en 3D, dont la résolution est cinquante fois supérieure à toutes les cartes réalisées jusqu’à présent.

Cependant, le projet “cerveau humain” ne se limite pas à la recherche en neurosciences. Et c’est bien cette partie de ce programme scientifique hors norme qui suscite le plus de critiques dans le monde scientifique. En 2014 déjà, des tests ont été effectués sur des puces neuromorphiques, inspirées des modélisations du HBP et capables de rivaliser avec les ordinateurs les plus performants… Une pétition a même été lancée dans le monde, et signée par plus de 300 neurobiologistes, à l’initiative d’une centaine de chercheurs de renom pour tenter de mettre fin au HBP.

De la peur au fantasme…

Pour ses détracteurs, le HBP constitue un danger puisqu’il n’a pas pour vocation unique de développer les neurosciences expérimentales. Tous les secteurs de la recherche, de l’informatique à la médecine en passant par le neuromarketing, pourront donc venir tester leurs théories sur le cerveau et son fonctionnement. Il existe donc un risque certain, pour ces opposants, de dérives. Certains évoquent, d’ores et déjà, les possibilités de manipuler les populations tandis que d’autres imaginent pouvoir, sous peu, transférer l’intégralité du contenu d’un cerveau humain dans un superordinateur, réalisant enfin ce fantasme de la science-fiction : l’immortalité virtuelle…

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