Est-ce que l’IA fonctionnera un jour avec aussi peu d’énergie qu’un cerveau humain?

Etienne Plamondon Emond Collaboration spéciale
Est-ce que les avancées technologiques dans le matériel informatique, autrement dit le «hardware», risquent à nouveau de repousser les limites de l’IA?
Photo: iStock Est-ce que les avancées technologiques dans le matériel informatique, autrement dit le «hardware», risquent à nouveau de repousser les limites de l’IA?

Ce texte fait partie d'un cahier spécial.

En mars 2016, le programme AlphaGo bat le champion de jeu de go Lee Sedol grâce à l’apprentissage profond et à l’apprentissage par renforcement, mais aussi grâce à plus de 1200 processeurs conventionnels (CPU) et au moins 175 processeurs graphiques (GPU). Ce dernier type de processeur constitue par ailleurs l’une des principales sources des développements récents de l’intelligence artificielle (IA) pour la puissance de calcul qu’il offre.

Est-ce que les avancées technologiques dans le matériel informatique, autrement dit le hardware, risquent à nouveau de repousser les limites de l’IA ? « Je ne m’attends pas à de grandes révolutions, mais c’est dans la consommation d’énergie où tout reste ouvert et où on n’atteint pas encore du tout la puissance du cerveau », signale Jean-Pierre David, professeur en génie électrique à Polytechnique Montréal. AlphaGo a nécessité 1000 kilowatts pour damer le pion à Lee Sedol. « Le cerveau humain a seulement besoin d’environ 20 watts pour fonctionner », compare-t-il.

Jean Rouat, chercheur au Département de génie électrique et de génie informatique de l’Université de Sherbrooke, raconte avoir récemment reçu un processeur graphique de 300 watts à son laboratoire. « Ça peut ne pas sembler beaucoup, mais pour nous, en ingénierie, ça l’est. On ne pourra jamais mettre ça dans une prothèse, par exemple », dit-il en entrevue téléphonique, alors qu’il poursuit des travaux durant un an à l’Université technique de Graz, en Autriche.

Des processeurs spécialisés

« L’IA est essentiellement entraînée sur des processeurs graphiques développés pour les jeux vidéo, qui font quand même un assez bon travail, mais il y a moyen de faire mieux », indique Christian Gagné, professeur au Département de génie électrique et de génie informatique de l’Université Laval. « Le marché des processeurs spécialisés pour faire du traitement avec des réseaux de neurones artificiels devrait être important dans cinq à sept ans. »

Parmi ceux qui émergent, il y a les processeurs neuromorphiques, qui génèrent des économies d’énergie substantielles. IBM a d’abord dévoilé son modèle, nommé TrueNorth, puis Intel est entré dans la course avec le processeur Loihi en 2017, qui commence à circuler dans les laboratoires. Jean Rouat tente de développer des algorithmes pour traiter des images et du son avec des « réseaux de neurones à décharges » qui fonctionneraient avec ces processeurs.

Quand la quantique rencontrera l’IA

David Poulin, professeur de physique à l’Université de Sherbrooke, travaille pour sa part sur des algorithmes pour un appareil qui n’existe pas encore : l’ordinateur quantique. Des chercheurs s’échinent dans les laboratoires d’IBM et de Google, mais aussi de l’Institut quantique de l’Université de Sherbrooke, à le mettre au point. En domptant les lois déconcertantes de la physique à l’échelle de l’infiniment petit, comme celle voulant qu’un électron puisse se retrouver plusieurs endroits en même temps, cet ordinateur promet de révolutionner l’informatique avec une puissance de calcul incomparable à celle des appareils d’aujourd’hui.

« Un ordinateur quantique pourrait accomplir des tâches dans le monde de l’IA qui sont en ce moment hors de portée, parce qu’ils nécessitent trop de calculs », affirme-t-il. Mais plusieurs questions algorithmiques restent à résoudre. « Si, aujourd’hui, on avait l’ordinateur quantique, on ne saurait pas exactement comment profiter de la meilleure façon de sa puissance », indique Alexandre Blais, directeur de l’Institut quantique. Les chercheurs des deux domaines commencent à dialoguer. M. Blais démarre des collaborations avec des chercheurs pour… se servir de l’IA afin de créer le design de l’ordinateur quantique. Avant que l’ordinateur quantique n’aide l’IA, il se peut donc que l’IA favorise son avènement !