Après la biologie avec Foldit, l’informatique quantique a produit elle aussi divers jeux susceptibles d’aider les chercheurs à élaborer de meilleurs modèles pour les futurs ordinateurs. Nous avons déjà parlé de Quantum Moves dans un précédent article, la Technology Review nous présente les principes de MeQuanics (dont nous avions aussi parlé brièvement), en réaction sans doute au récent papier publié dans Arxiv par son concepteur, Simon Devitt. La revue du MIT nous explique – un peu – quels sont les principes du jeu et pourquoi il aide à résoudre certains problèmes liés à cette nouvelle forme de computation.

Un programme d’informatique quantique, nous est-il expliqué, peut être considéré « une grille bidimensionnelle de qubits, comme une feuille, ou une grille tridimensionnelle, comme un cristal ». Et l’article d’ajouter cette phrase importante : « on code l’information en créant un trou ou un défaut dans cette grille ».

Imaginons donc un programme comme une espèce de grille, ou de cristal, enchevêtré. Ce qui est important, nous explique la revue, ce n’est pas tant l’exacte position de ces « trous » ou de ces « défauts ». Ce qui compte, c’est la topologie qu’ils créent.

La topologie est une branche des mathématiques (qui nous a donné des curiosités comme le ruban de Moebius ou la bouteille de Klein), qui envisage des structures géométriques sans tenir compte de leurs dimensions, et en les considérant sous l’angle des possibles déformations. Par exemple, une sphère et un cube sont considérés comme topologiquement identiques, par ce qu’on peut obtenir aisément l’une à partir de l’autre, par simple déformation. En revanche, on n’obtiendra jamais un anneau à partir de la sphère : il y a un trou au milieu, cela change la structure de l’objet. Mais on peut très bien transformer un « donut » en tasse à café : le trou central sert à créer l’anse de la tasse.

Les programmes d’informatique quantique entrent dans la même catégorie : il existe plusieurs manières d’écrire le même programme, de créer des défauts dans la grille, en conservant toutefois la même structure topologique. Mais certaines versions peuvent être plus simples que d’autres. Et c’est important d’optimiser un tel système, nous rappelle la Technology Review, car les premiers ordinateurs quantiques fonctionnels n’auront que peu de qubits à disposition.

MeQuanics est donc une espèce de puzzle 3D : le joueur doit faire démarrer son vaisseau spatial en optimisant, et donc en simplifiant, l’ordinateur quantique de bord à l’aide de différents outils.

Pourquoi un jeu ? Les machines sont-elles peu douées pour effectuer ce genre de calcul ? Par exemple Foldit existe parce que des humains, surtout en communauté, se montrent plus facilement en mesure de manipuler la structure tridimensionnelle des protéines que les plus performants des ordinateurs. MeQuanics est un projet un peu différent. Rien n’empêcherait, théoriquement, que le « machine learning » permette à un programme d’effectuer de telles optimisations. Mais pour cela, il faut un grand nombre de données sur lesquelles la machine puisse travailler. Or, l’informatique quantique est un domaine bien trop récent pour disposer de la masse d’informations nécessaires. Le but des joueurs serait donc de fournir aux chercheurs ces données indispensables pour ensuite, pouvoir mettre en place un tel système de « machine learning »…