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L’apprentissage automatique, un processus utilisé pour former des intelligences artificielles (IA), peut prendre énormément de temps, mais une ruse quantique pourrait accélérer considérablement les choses pour les tâches impliquant des particules de lumière appelées photons.

Accélérer l’apprentissage automatique

Dans l’apprentissage automatique, un algorithme traite le même plusieurs fois, et ne reçoit une récompense numérique que lorsqu’il trouve la bonne réponse. Ce processus lui apprend à trouver la bonne réponse plus rapidement lorsqu’il est confronté à des problèmes similaires par la suite.

Maintenant, Valeria Saggio, de l’université de Vienne en Autriche, et ses collègues ont ajouté une touche quantique pour accélérer ce processus. Ils ont mis en place une expérience dans laquelle un photon se déplace dans un guide d’ondes et se retrouve dans l’un des quatre états possibles. Ils ont chargé une IA de s’assurer que ce photon se retrouve dans un état particulier, et l’ont récompensée pour cela.

Dans la version classique de cette expérience, sans aucun effet quantique supplémentaire, l’IA ne pourrait faire passer ce photon que dans un seul état spécifique à la fois, et ne serait récompensée que lorsqu’elle aurait deviné correctement. Cependant, dans la version quantique de cette expérience, l’IA pouvait placer le photon dans une superposition de plus d’un état. Cela lui a permis d’affiner la bonne réponse avant de faire une estimation finale, classique, de l’état cible.

Une stratégie qui accélère l’apprentissage de 63 %

« Imaginez un robot qui se trouve à un carrefour et qui a deux possibilités : aller à gauche ou à droite », explique M. Saggio. « Si ce robot va à droite, il ne reçoit pas de récompense, mais s’il va à gauche, il reçoit une récompense. Au tour suivant, la probabilité qu’il aille à gauche augmentera. »

C’est la version classique de l’expérience, mais la version quantique lui permettrait d’aller à gauche et à droite simultanément à chaque devinette, ce qui nécessite beaucoup moins de devinettes avant qu’il apprenne à aller toujours à gauche. Cette stratégie a accéléré le temps d’apprentissage de l’IA de 63 %, passant de 270 suppositions à 100 seulement.

Cette recherche a été publiée dans Nature.

Source : New Scientist
Crédit photo : Rawpixel