L’IA repense le jeu, les semi-conducteurs défient la physique

Imaginez un monde où les ordinateurs pensent presque comme nous et où les matériaux défient les lois de la physique. Ce n’est pas de la science-fiction, mais bien la réalité des recherches menées à l’Université du Michigan. Deux projets d’envergure viennent d’y recevoir un financement de 15 millions de dollars du Département de la Défense américain.

La théorie des jeux, vous connaissez ? C’est un peu comme prévoir les coups d’un adversaire aux échecs, mais appliqué à des situations bien plus complexes. Jusqu’à présent, elle se concentrait sur des acteurs aux capacités similaires. Mais l’arrivée de l’IA change la donne, comme un joueur d’échecs qui soudainement aurait la capacité de déplacer plusieurs pièces à la fois.

Le professeur Vijay Subramanian et son équipe travaillent à adapter la théorie des jeux pour inclure des agents moins capables, parfois robotiques, propulsés par l’IA. Leur objectif ? Comprendre comment ces agents interagissent entre eux et avec les humains dans des scénarios variés, tels une danse complexe où chaque partenaire aurait des capacités différentes.

D’autres domaines sont également concernés : la régulation bancaire ou encore les services de covoiturage avec des véhicules autonomes. L’objectif est de créer des modèles prédictifs plus précis et adaptés à notre monde en constante évolution, comme une boussole qui s’ajusterait en temps réel aux changements de son environnement.

Un nouveau matériau quantique aux propriétés étonnantes

Parallèlement, le professeur Zetian Mi dirige un projet tout aussi fascinant sur un nouveau type de semi-conducteur. Ce matériau pourrait transformer le stockage de données et le traitement de l’information quantique.

Contrairement aux disques durs traditionnels, ce semi-conducteur ferroélectrique utilise des champs électriques commutables ultra-rapides. Imaginez un coureur capable de parcourir un marathon en quelques secondes, c’est l’équivalent en termes de vitesse de stockage ! De plus, il peut fonctionner à des températures extrêmes, jusqu’à 1000°C, comme un phénix renaissant sans cesse de ses cendres.

Mais les capacités de ce matériau ne s’arrêtent pas là. Il a également la faculté de convertir des signaux quantiques, ouvrant la voie à une meilleure communication entre les processeurs quantiques et les systèmes classiques. C’est comme si nous avions trouvé un traducteur universel capable de faire dialoguer des langages informatiques jusqu’alors incompatibles.

Les domaines d’application sont nombreux : de l’exploration spatiale aux réacteurs nucléaires avancés, en passant par l’intelligence artificielle de nouvelle génération. Le professeur Mi souligne : «Les opportunités offertes par cette classe de semi-conducteurs sont considérables. Ils peuvent s’intégrer parfaitement aux plateformes actuelles de nitrure de gallium et de silicium, stimulant l’innovation pour la microélectronique et la photonique quantique de prochaine génération.»

Une collaboration interdisciplinaire pour façonner l’avenir

Les deux projets réunissent des experts de renommée mondiale dans des domaines variés : apprentissage automatique, théorie des jeux, économie, science des matériaux et bien d’autres. Cette approche interdisciplinaire est essentielle pour relever les défis complexes auxquels nous sommes confrontés, telle une symphonie où chaque instrument apporte sa contribution unique à l’harmonie globale.

Les découvertes réalisées dans le cadre de ces projets pourraient bien transformer notre façon de vivre, de travailler et d’interagir avec le monde qui nous entoure. Comme le dit si bien le Dr. Sarah Johnson, chercheuse en IA : «Nous sommes à l’aube d’une nouvelle ère technologique. Nos travaux aujourd’hui façonneront le monde de demain, ouvrant des possibilités que nous commençons à peine à entrevoir.»

Légende illustration : L’épitaxie par faisceaux moléculaires est l’une des approches permettant de produire un nouveau type de semi-conducteur ferroélectrique, qui sera étudiée dans le cadre d’une nouvelle initiative de recherche universitaire multidisciplinaire dirigée par l’U-M. Une autre initiative de recherche universitaire multidisciplinaire dirigée par l’U-M vise à actualiser la théorie des jeux pour y inclure l’IA et les agents robotiques dans des environnements changeants. Crédit : Joseph Xu, Michigan Engineering

Le projet de théorie des jeux s’intitule « New Game Theory for New Agents : Foundations and Learning Algorithms for Decision-Making Mixed-Agents », et l’équipe comprend Dirk Bergemann, Yale University (économie) ; Avrim Blum, Toyota Technological Institute Chicago (machine learning, computational learning theory) ; Rahul Jain, University of Southern California (reinforcement learning, stochastic control) ; Elchanan Mossel, Massachusetts Institute of Technology (mathématiques, inférence statistique) ; Milind Tambe, Harvard University (systèmes multi-agents, braconnage dans les parcs nationaux) ; Omer Tamuz, California Institute of Technology (économie, mathématiques) ; et Éva Tardos, Cornell University (théorie des jeux algorithmiques, apprentissage). Le projet sur les matériaux ferroélectriques s’intitule « Nanoscale and Transduction-Optimized Pristine Ferroelectric Nitrides (NanoTOP) », et l’équipe comprend Hongping Zhao, Ohio State (synthèse des matériaux) ; Alan Doolittle, Georgia Tech (synthèse des matériaux, construction de dispositifs) ; Susan Trolier-McKinstry, Penn State (caractérisation des matériaux et dispositifs) ; Hong Tang, Yale (conversion des signaux) ; Manos Kioupakis, U-M materials science and engineering (théorie des matériaux) ; Mack Kira, U-M electrical and computer engineering (théorie quantique et conception) ; et Robert Hovden, U-M materials science and engineering (caractérisation des matériaux).