16 janvier 2022

On en parle encore assez peu et pourtant, la révolution la plus attendue dans les prochaines décennies est celle de l’informatique quantique capable de traiter des masses de données dantesques grâce à des opérations dépassant l’imagination. Outre sa rapidité et sa puissance de calcul, la sécurité deviendrait un atout majeur dans le cryptage des informations et donc dans ces fameuses bases de données qui sont le talon d’Achille de l’informatique d’aujourd’hui.

Pascal Wolff – Le Cardiologue n° 443 – Novembre-Décembre 2021

La physique quantique est un ensemble de théories physiques qui cherchent à expliquer le comportement des atomes et des particules. L’ordinateur quantique, quant à lui, agit selon ces principes dans un monde subatomique régi par les lois de la mécanique quantique. En prenant le monde physique tel qu’on le connaît, nous sommes capable de simuler un certain nombre de phénomènes : comment les planètes tournent, comment notre environnement évolue… La complexité vient de la modélisation de l’infiniment petit, en dessous de l’atome. Et c’est à ce niveau que l’informatique quantique va jouer son rôle.

 

Qu’est-ce que l’internet quantique ?

 

Actuellement, en informatique classique, l’information envoyée sur internet est une suite d’octets (vos messages), chaque octet étant une suite de bits (les fameux 0 et 1) créant des images et des sons. Avec l’informatique quantique, exit le bit, c’est le quBit (ou qbit). [1] Là où le bit était la plus petite entité d’information possible, en informatique quantique, ce sera le qubit qui est un système à deux niveaux caractérisé par la superposition de l’état 0 et de l’état 1. En d’autres termes, ce système est un simple photon (transporté par une fibre optique) qui se trouve dans un état quantique superposé, ses calculs étant effectués à l’échelle atomique en se basant sur les lois de la physique quantique s’intéressant au comportement de la matière et de la lumière au niveau microscopique. L’utilisation de cet état superposé va garantir une rapidité de calcul sans précédent et un mode de cryptage qui sera impossible de mettre à mal.

 

L’ordinateur quantique

 

Son principe

L’ordinateur quantique utilise donc comme on vient de le voir, des bits quantiques qui ne prennent pas comme valeur 0 ou 1, mais une superposition de 0 et de 1, et c’est bien ces valeurs de calcul qui changent tout.

Imaginez l’utilisation d’un compteur qui afficherait tous les nombres existant entre 0 et 99 999. Votre ordinateur traitera chaque nombre en passant par toutes les combinaisons pour y arriver (en comptant 99 999 fois grâce à des calculs parallèles).

Un ordinateur quantique va raisonner d’une tout autre manière en continuant à travailler avec des 0 et des 1, mais en traitant tous les états possibles en même temps (pour reprendre l’analogie du compteur : il a compté en une fois au lieu de compter 99 999 fois).

Grâce à ce procédé, un ordinateur quantique à 4 quBits calculera 16 fois plus rapidement qu’un ordinateur classique à 4 bits avec une puissance qui doublerait à chaque fois qu’on lui ajoute un quBit ! On vous laisse imaginer les puissances de calcul… En 2019, un ordinateur (nommé Sycamore) élaboré par Google, a réussi en 3 minutes un calcul qui aurait été résolu en 10 000 ans par un ordinateur de la Nasa. Et tout récemment, des chercheurs de l’Université de sciences et technologie de Chine ont réalisé un ordinateur quantique de 66 qubits un million de fois plus rapide que celui de Google et 10 millions de fois plus rapide que le superordinateur le plus puissant du monde. [4]

 

Pourquoi faire ?

On a toujours cette impression qu’aujourd’hui les ordinateurs ont la possibilité de résoudre tous les problèmes du monde parce qu’ils sont puissants et efficaces, mais également parce que l’intelligence artificielle, le machine learning [2] et le deep learning [3] y sont grandement associés. Et c’est faux !

Malgré le développement des processeurs, des mémoires vives et de stockage, votre ordinateur traite juste les informations en mode binaire, c’est-à-dire avec des 0 et des 1. il « réfléchit » donc en binaire, même si sa mémoire est constituée de milliards de cases (les bits) contenant soit un 0, soit un 1. 

Les chercheurs explorent d’autres moyens de rendre les machines plus puissantes. Et dans l’informatique classique, pour rendre un ordinateur ou un supercalculateur plus puissant, il faut augmenter sa mémoire et sa puissance de calcul, mais ceux-ci ont leurs limites. L’informatique quantique est un moyen proche d’accéder au sézame de la puissance et de passer à l’« étape supérieure » en démultipliant le potentiel de calcul des systèmes d’intelligence artificielle. Ces futurs ordinateurs quantiques pourraient révolutionner de nombreux secteurs industriels. Et, plus largement, l’informatique et l’intelligence artificielle.

 

Les révolutions de l’informatique quantique

 

L’industrie pharmaceutique et la recherche

Ce sont principalement les secteurs pharmaceutique et de la recherche qui se trouveront bouleversés par la puissance phénoménale des quBits. Les ordinateurs quantiques fonctionnant avec les mêmes propriétés quantiques que les molécules qu’ils essaient de simuler, la conception des médicaments sera bien plus précise et conduira à des développements bien plus rapides pour de nouveaux traitements. 

Plus globalement, l’ordinateur quantique permettra une compréhension bien plus rapide et précise des maladies. Un grand nombre d’ensembles de données interfonctionnelles pourra être ainsi intégré dans des modèles de facteurs de risque des patients. Il permettra également d’identifier et de personnaliser plus rapidement les protocoles de traitement ciblés. Enfin, il y aura une meilleure compréhension pour voir précisément où et pourquoi un protocole a réussi ou échoué, ce qui sera fondamental pour la recherche.

« La nature n’est pas classique, bon sang, comme l’avait souligné Richard Feynman, lauréat du prix Nobel et leader de la physique quantique en 1965, et si vous voulez faire une simulation de la nature, vous feriez mieux de la faire à partir de la mécanique quantique ».

 

La sécurisation des données

 

Aujourd’hui, le secteur de la Santé est devenu une cible de choix et une mine d’or pour les pirates informatiques. Le nombre de violations des données de Santé est en constante augmentation (en 2019, 37 millions de documents divulgués). Outre une sécurisation des infrastructures des instituts médicaux insuffisante par rapport à la « criticité » des informations stockées, les techniques de chiffrement et d’anonymisation également sont obsolètes et peuvent être facilement piratées. On l’a vu récemment avec ce vol massif des données à l’AP-HP réalisé par un jeune homme de 22 ans qui « voulait démontrer la faiblesse et la faillibilité du système informatique de l’AP-HP ».

Pour quand ?

L’informatique quantique est une technologie d’avenir dont l’enjeu est capital, mais cette technologie n’en est qu’à ses balbutiements avec une commercialisation lointaine.  Le Président Emmanuel Macron a présenté un plan d’investissement de 1,8 milliard d’euros sur cinq ans au début de l’année 2021. Ce plan vise à améliorer les travaux menés sur les simulateurs de systèmes quantiques, les calculateurs, les capteurs, la cryptographie, les communications et les technologies qui permettront le développement et l’amélioration des développements déjà existants comme la génération de photons ou la cryogénie. L’objectif du gouvernement serait de parvenir à la réalisation d’un « ordinateur quantique hybride » d’ici 2023.

(1) Qui provient des termes « quantum bit » ou « bit quantique ».

(2) Le machine learning, sous-domaine de l’IA, est un apprentissage automatique qui crée ses propres algorithmes à partir de ses données et porter ainsi des jugements et prendre ses propres décisions.

(3) Le deep learning s’appuie sur un réseau de dizaines voire de centaines de « couches » de neurones artificiels s’inspirant du cerveau humain. Chaque couche reçoit et interprète les informations de la couche précédente. Plus on augmente le nombre de couches, plus les réseaux de neurones apprennent des choses compliquées.

(4) Physical review letters – Journal de la Société américaine de physique du 25 octobre 2021.

 

Sources :  lesnumeriques.com, cnetfrance.fr, 23consulting.com, institut-pandore.com – Siècle Digital

Vérifiez vos adresses mails !

Il n’y a pas que votre ordinateur qui peut être piraté. Vos adresses mails on pu être subtilisées dans d’autres bases de données (Santé, Gafam, réseaux sociaux…). Pour le savoir et éviter une usurpation de votre identité, de l’hameçonnage ou autre méfait, vérifiez auprès du site  haveibeenpwned s’il y a eu violation de vos adresses. Si tel est le cas, le site vous indique sur quels sites vos données ont été volées… et changez vos mots de passe.

la CNIL et vos données

Le médecin libéral doit donc protéger ses données personnelles et médicales. Pour ce faire, il doit passer par des protocoles précis : hébergement certifié données de Santé avec demande préalable auprès de la Commission Nationale de l’Informatique et des Libertés (CNIL). 

 

La CNIL a récemment sanctionné deux médecins libéraux pour ne pas avoir suffisamment protégé les données de leurs patients, des milliers d’images médicales hébergées sur des serveurs étaient en accès libre. Toutes ces données pouvaient donc être consultées et téléchargées, et étaient, selon les délibérations de la CNIL, « suivies notamment des nom, prénoms, date de naissance et date de consultation des patients ». Le problème venait simplement d’un mauvais paramétrage de leur box internet et du logiciel d’imagerie qui laissait en libre accès les images non chiffrées.

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