Un ordinateur quantique fait d’atomes géants pourrait imiter le cerveau
Un ordinateur quantique construit à l’aide d’atomes géants contrôlés par les lasers, pourrait suffire à imiter certaines fonctions du cerveau, comme la mémoire et la prise de décision.
Un ordinateur quantique qui imite le cerveau
Rodrigo Araiza Bravo, de l’université Harvard, et ses collègues ont utilisé des simulations informatiques pour montrer qu’un nouveau type d’ordinateur quantique pouvait être construit à partir d’atomes de rubidium Rydberg.
Ces atomes ont un diamètre surdimensionné, car certains de leurs électrons orbitent autour des noyaux à une grande distance. Ils sont extrêmement sensibles à la lumière et peuvent donc être contrôlés très précisément par des lasers.
Les chercheurs ont constaté lors des simulations que les lasers pouvaient faire agir six atomes de Rydberg comme un réseau neuronal – un algorithme artificiellement intelligent qui imite les neurones et les synapses du cerveau. Dans l’ordinateur quantique théorique, les états quantiques de l’électron le plus externe d’un atome de Rydberg correspondent aux états d’un neurone du cerveau, à savoir si le neurone est actif ou inactif.
Il serait capable de prendre des décisions et de mémoriser
L’équipe a montré que cet ordinateur quantique serait capable de prendre des décisions de base et de mémoriser. Pour la prise de décision, l’équipe a exposé les atomes de la simulation, à deux impulsions laser différentes et a entraîné le réseau neuronal à choisir celle qui était la plus forte.
Cette méthode s’inspire d’une tâche dans laquelle des singes entraînés observent un motif de points se déplaçant, dans deux directions différentes et indiquent ensuite quelle direction implique le plus de points.
Pour la mémoire, les chercheurs ont répété la tâche de prise de décision, mais avec un délai d’un dixième de microseconde entre les deux lasers. Cela signifie que, pour choisir entre les deux, l’ordinateur quantique simulé devait apprendre à se souvenir de la première impulsion jusqu’à ce qu’on lui présente la seconde.
M. Bravo explique que son équipe cherche à explorer les avantages de la combinaison de l’apprentissage automatique et des petits ordinateurs quantiques. Il est réaliste d’envisager de créer un réseau neuronal avec quelques atomes de Rydberg, car les ordinateurs quantiques actuellement disponibles ont tendance à être petits eux aussi, explique-t-il.
Dans les systèmes quantiques comme celui-ci, les réseaux neuronaux sont plus complexes que dans les ordinateurs classiques, de sorte qu’ils pourraient être en mesure d’accomplir des tâches plus compliquées en moins de temps, ou à une plus petite taille, explique Roberta Zambrini de l’université des Baléares, en Espagne.
L’équipe est en train de construire ce type d’ordinateur
« Le cerveau est le meilleur [système] que nous voyons autour de nous en matière de capacité de traitement et de consommation d’énergie », explique Mme Zambrini. « Si vous essayez d’émuler certaines des fonctions du cerveau avec des systèmes artificiels, vous pourrez peut-être dépasser d’autres approches [informatiques]. » Bravo dit que son équipe travaille maintenant à la construction de cet ordinateur et avec plus d’atomes.
Cette recherche a été pré-publiée dans arXiv.
Source : New Scientist
Crédit photo : Depositphotos