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Editorial

Ce blog a pour objectif principal d'augmenter la culture informatique de mes élèves. Il a aussi pour ambition de refléter l'actualité technologique dans ce domaine.

lundi 3 juin 2013

Google se lance dans les ordinateurs quantiques avec D-Wave Systems

La société D-Wave Systems prétend depuis des années être en mesure de commercialiser des calculateurs quantiques avec plus de 100 qubits intriqués. La communauté scientifique est majoritairement sceptique, mais Google vient d'annoncer qu'il a acheté l’un de ces calculateurs et que la Nasa l'utilisera aussi.

Lire l'article de Laurent Sacco sur Futura-Sciences

jeudi 21 février 2013

L'ordinateur qui ne plante jamais

Voici l'invention qui révolutionne le principe de l'ordinateur. Les chercheurs anglais de l'UCL (University College of London) ont trouvé comment faire de l'ordinateur une machine qui se répare toute seule. Cette technologie a été nommée « ordinateur systémique » et est capable de faire tenir bon un système pourtant dans un état critique. L'application directe peut être pour des drones qui se reprogramment afin de tenir bon après des dégâts au combat ou d'aider à mieux simuler le fonctionnement du cerveau.
Les ordinateurs que vous utilisez actuellement n'imitent que très mal le fonctionnement d'un cerveau avec son réseau de neurones. Les ordres sont en effet traités séquentiellement (un ordre après l'autre). Dans le cerveau, les processus sont distribués, décentralisés et probabilistes. Ils sont aussi très tolérants aux défauts et capables de se réparer seuls. Aucun ordinateur n'en était capable.
Nos ordinateurs actuels suivent une liste d'instructions : une instruction est prise au sein de la mémoire, puis exécutée et le résultat revient dans la mémoire. Ce processus se répète ensuite sous le contrôle d'un programme de comptage. Il est très bon pour manipuler des nombres, mais ce n'est pas adapté pour une activité multitâche. Même si vous avez l'impression en ce moment même que votre ordinateur s'occupe de plein de programmes à la fois, ce n'est qu'un leurre : il concentre son attention sur chaque programme, un par un.
L'ordinateur créé au sein de l'UCL, lui, relie les instructions sur ce qu'il faut en faire ensuite. Un exemple est qu'on relie la température extérieure avec l'action à réaliser s'il fait trop chaud et on divise les résultats en ensembles d'entités digitales nommées « systèmes ». À chaque système est allouée une mémoire qui contient des données contextuelles ; cela signifie que ces données peuvent interagir uniquement avec d'autres systèmes similaires. Il n'y a pas de programme de comptage et les systèmes sont exécutés par un générateur pseudoaléatoire pour imiter le fonctionnement de la Nature. Les systèmes vont donc réaliser leurs instructions de manière simultanée et aucun système n'est privilégié aux dépens d'un autre. C'est donc du calcul parallèle qui s'opère de manière aléatoire.
L'ordinateur systémique contient des copies multiples des instructions qui sont distribuées sur différents systèmes. Ainsi, si un système devient corrompu, l'ordinateur peut avoir accès à une autre copie intacte pour réparer son propre code. Lorsque votre ordinateur plante parce qu'il ne peut avoir accès à un bit de mémoire, l'ordinateur systémique, lui, continue sans mal, car chaque système individuel possède sa propre mémoire.
On travaille actuellement à apprendre au programme de carrément écrire son propre code en réponse aux modifications de l'environnement.

Source : Sur-la-Toile

samedi 26 janvier 2013

L’ADN, une molécule au service des maths

L'ADN est douée de propriétés étonnantes. Et aurait une capacité incomparable à résoudre, par des calculs en parallèle, certains problèmes de mathématiques combinatoires jugés difficiles sinon impossibles avec l'ordinateur classique). Il ne s’agit pas donc de bluff : en termes de chiffres, on parle de plus d’un millier de milliards de calculs simultanés. En tant que tel, un problème mathématique complexe qui aurait pris plusieurs millénaires peut être fait par l’ADN d’ordinateurs en quelques heures. Avec cette molécule, la vérification pas à pas de la conjecture de Goldbach, entamée par certaines universités il y a des années, aurait pris une sérieuse option. Aujourd’hui, ce casse-tête est vérifié jusqu’à la limite de 1018. Avec l’ADN, on serait certainement dans les méandres de l’infini. Retour sur les brins de promesses de l'ordinateur à ADN.

(Retour sur la Bio-informatique). Ce n’est ni plus ni moins que le code “ADN” qui est en train d’être testé pour servir de cerveau à des ordinateurs. Et ce n’est pas de la science fiction !
L’ADN, populairement représenté par une double hélice, représente le code de vie qui contrôle le devenir et les fonctions physiologiques de tout organisme vivant. La science tente depuis des années de développer une version manufacturée de l’ADN pour profiter de ses importantes capacités de stockage de l’information. Des chercheurs universitaires japonais ont annoncé la création de la première molécule d’ADN presque exclusivement constituée de composants artificiels. Selon eux, cette découverte pourrait déboucher sur des applications en thérapie génique ou en miniaturisation informatique. On manipule déjà l’ADN au sein de circuits électroniques très simples.
L’ADN est l’assemblage de quatre bases chimiques qui en constituent les briques et codent le métabolisme des protéines à l’œuvre dans la vie et le développement cellulaires. Mais à l’université de Toyama, Masahiko Inouye et ses collègues ont réussi à intégrer quatre bases entièrement nouvelles et artificiellement produites au réseau gluconique de la molécule d’ADN, obtenant une structure à double brin inhabituellement stable et ressemblant à l’ADN naturel, selon le communiqué des chercheurs.
Un système de calcul utilisant de l’ADN s’appuie sur des mécanismes de codage fondamentalement différents de ceux de l’ordinateur conventionnel : Dans nos machines classiques, c’est la manipulation de charges électriques portés par des électrons au sein de dispositifs de commutation électroniques (transistors) qui matérialise l’information codée sous une forme binaire. Avec les ordinateurs à base d’ADN, l’information est traduite en termes d’unités chimiques de l’ADN.

Un peu d’histoire

En 1994, Leonard Adleman a démontré la possibilité de construire de véritables bio-ordinateurs à ADN, bien adaptés pour résoudre, par des calculs en parallèle, certains problèmes difficiles de mathématiques combinatoires (très longs à traiter avec un ordinateur classique).
En 2002, J. Macdonald, D. Stefanovic et M. Stojanovic ont créé un calculateur à ADN capable de jouer au jeu du morpion contre un joueur humain. Le calculateur est constitué de neuf bacs correspondant aux neuf cases du jeu. Chaque bac contient un substrat et diverses combinaisons d’ADN enzymatique. Le substrat est lui-même constitué d’un brin d’ADN auquel on a greffé à une extrémité un groupe chimique fluorescent, et à l’autre un groupe répresseur. La fluorescence n’est active que si les molécules du substrat sont coupées en deux. Les ADN enzymatiques simulent des fonctions logiques. Par exemple, tel ADN se dépliera si l’on a introduit deux types particuliers de brin d’ADN, reproduisant la fonction logique ET.
Par défaut, le calculateur est supposé jouer en premier dans la case centrale. Le joueur humain possède en entrée huit différents types de brins d’ADN affectés à chacune des huit cases qu’il est susceptible de jouer. Pour indiquer qu’il coche la case n°i, le joueur humain déverse dans tous les bacs les brins correspondant à l’entrée n°i. Ces brins se lient à certains ADN enzymatiques présents dans les bacs, ce qui entraîne, dans l’un d’entre eux, la déformation de l’ADN enzymatique qui se lie au substrat et le découpe. Le bac correspondant devient alors fluorescent, indiquant quelle case joue le calculateur à ADN. Les divers ADN enzymatiques sont répartis dans les divers bacs de façon à assurer la victoire du calculateur à ADN contre le joueur humain.
Les ordinateurs à base de silicium sont depuis plus de 40 ans de plus en plus petites, complexes et rapides. Conformément à la loi de Moore, la taille du microprocesseur est réduite de moitié tous les dix-huit mois. Cependant, il y a une limite à cette course au plus petit, plus rapide et plus.

Remplacer les ordinateurs au silicium

Les Ordinateurs à ADN sont prometteurs parce qu’ils n’ont pas ces limites. Pour les fabricants de puces à base d'ADN, pas de problème d'approvisionnement de matières premières; comme l’ADN existe dans toutes les choses vivantes. D'où peu de frais. Deuxièmement, la fabrication de puces à ADN ne produit pas de sous-produits toxiques.
Encore, les ordinateurs à ADN seront beaucoup plus petits que les ordinateurs actuels. Une seule puce à ADN peut contenir toutes les informations jusque-là stockées sur tous les ordinateurs dans le monde. Un ADN ordinateur de la taille d’une goutte sera plus puissant que les plus puissants superordinateurs.
Une puce à ADN de la taille d’un jeton aura la capacité de réaliser 10 billions de calculs en parallèle à un moment donné ainsi que de tenir dix téraoctets de données. La capacité à exécuter des calculs parallèles, des milliers de milliards de calculs parallèles, c’est impossible pour nos ordinateurs actuels. En tant que tel, un problème mathématique complexe qui pourrait prendre avec nos ordinateurs des milliers d’années peut être fait par l'ordi à base l’ADN en quelques heures.
Des recherches montrent que les ordinateurs à base d’ADN sont capables de résoudre des équations mathématiques complexes et de stocker d’énormes quantités de données. Les ordinateurs biologiques cristallisent plusieurs espoirs parmi lesquels une puissance de traitement incomparable face à celle de nos ordinateurs actuels mais aussi des capacités de stockage infiniment plus importantes que celles de nos supports physiques.
Actuellement le temps de réponse des ordinateurs à ADN est encore très lent se comptant en heures, jours voire semaines selon les cas. Mais au-delà de cette longue attente, la capacité de l’ADN à traiter en parallèle une quantité très élevée de tâches pourrait en faire un atout intéressant dans le domaine scientifique. Reste que ce type de machine fonctionne grâce à des manipulations génétiques sur des organismes vivants, ce qui ne sera pas sans poser des problèmes d’éthique à certains égards.

Une synthèse de Sylvain Bangoura (Obamaths)
D'après un article de Futura-sciences

mercredi 22 août 2012

L'ADN sera-t-il le support de stockage ultime de l'humanité ?

La quantité d’information que l’humanité produit ne cesse de grandir et sa préservation pour les générations futures devient problématique. Une possible solution explorée depuis quelque temps fait intervenir son stockage avec de l’ADN. Un groupe de chercheurs américains vient d’illustrer tout le potentiel de la méthode en enregistrant un livre entier dans seulement 1 picogramme d’ADN.

Lire l'article sur Futura-Sciences

mercredi 27 juin 2012

Le disque d’Arnano archive ses données pour des siècles

Sécuriser des données pour 2.000 ans sur un support inaltérable qui ne réclame aucun effort de conservation, c’est possible : une jeune entreprise française, Arnano, propose de les graver sur un disque de saphir, sous forme analogique et sans codage. À coup sûr, les générations suivantes sauront les lire. Un des fondateurs de cette société, Alain Rey, a répondu aux questions de Futura-Sciences.

Que deviendront les données que nous enregistrons sur CD, DVD, disques durs, cartes mémoire ou clés USB ? Elles disparaîtront à plus ou moins brève échéance, c’est une certitude. Le problème est connu depuis longtemps, conduisant à distinguer le stockage, enregistrement à court terme, de l’archivage, pour conserver durablement des données précieuses. Quand il s’agit de conserver des documents sur de très longues périodes, pour des raisons réglementaires par exemple, comme c’est le cas dans l’aéronautique ou dans les industries à risques, notamment le nucléaire.
Nos anciens utilisaient le papier, voire le parchemin et même, plus loin de nous encore, la gravure et la peinture sur la roche. Aujourd’hui, la solution classique est la microfiche, ou microfilm, consistant à photographier le document. Un principe analogique, donc. Le numérique semble en effet hors course pour le long terme…
« Le numérique est merveilleux mais n’est pas sécurisé », conclut à Futura-Sciences Alain Rey, un des fondateurs de la société Arnano, spin-off du CEA-Leti. Son entreprise s’est fait une spécialité originale : graver à l’aide d’un laser des motifs holographiques et microscopiques, à l’échelle du micromètre, sur des surfaces dures, comme du verre ou du saphir. La société travaille notamment pour l’industrie horlogère pour inscrire des codes d’authentification, par exemple des logos invisibles à l’œil nu. Le principe de gravure au laser permet de s’affranchir des masques de la microélectronique, très coûteux et qui sont réservés à des productions de masse.

Une gravure microscopique dans du saphir

Son disque d’archivage est gravé de manière similaire. Une surface de saphir synthétique (transparent), de 0,7 mm d’épaisseur, est recouverte de nitrure de titane, « qui sert d’encre », explique Alain Rey, et le laser y dessine les motifs. Ensuite un second disque de saphir est appliqué par-dessus. Après chauffage, il se produit une sorte de collage moléculaire et les deux plaques ne font plus qu’une, liées dans le même réseau cristallin. « Le saphir est juste un peu moins dur que le diamant, rappelle Alain Rey. Il est solide, il résiste à tous les produits chimiques et il tient à la chaleur jusqu’à 1.700 °C. » Et d’ajouter qu’il ne craint pas les rongeurs, à la différence des microfiches.
La forme finale est donc un disque, mais il n’a rien d’un DVD. La forme circulaire, d’un diamètre de 200 mm, vient de la forme initiale des lingots de saphir synthétique mais aussi des machines-outils de la microélectronique, adaptées aux galettes de silicium. Inutile de le glisser dans un lecteur. Pour le codage, c’est l’analogique qui a été choisi. « Le numérique souffre de trois obsolescences. Le média, d’abord. Les CD et DVD ne durent que de 3 à 10 ans. Les bandes magnétiques, 30 ans. Le logiciel ensuite. Un texte écrit avec Word 1 aura bien du mal à être lu aujourd’hui, par exemple. De même, les encodages des CD et DVD, très efficaces, utilisent des algorithmes complexes, ce qui permet de corriger les erreurs. Mais tout cela repose sur des techniques propriétaires, qui changent au fil des années. Comme média, nous utilisons le saphir, inaltérable. Pour l’enregistrement, nous avons recours à l’analogique : les documents sont des images, simplement réduites en taille. Il n’y a aucun codage. Pour les lire, il suffit de grossir. Quelle que soit la technique qu’ils utiliseront, nos descendants sauront le faire. » Pour l’heure, la lecture peut s'effectuer avec un petit microscope à brancher sur un ordinateur, avec une caméra à haute résolution munie d’un zoom ou encore avec un scanner spécial qui fournira des fichiers, textes ou images.

Par-delà les générations...

En tout, un disque de 200 mm de diamètre permet d’enregistrer jusqu’à 10.000 pages A4. Ce travail sur mesure est facturé 3.000 euros sur du verre et 10.000 sur du saphir, soit respectivement 30 centimes et 1 euro la page. Mais pour ce prix, le disque n’aura pas besoin d’être conservé dans des conditions particulières. Il pourra être abandonné à peu près n’importe où… L’Andra, Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs, a déjà passé commande pour un archivage sur saphir.
« L’archivage au-delà de 30 ans est peu pris en compte. Mais des entreprises ont conscience de cette nécessité. La SNCF, par exemple, qui mesure la valeur patrimoniale des documentations techniques de ces locomotives. Et Ferrari attache beaucoup d’importance à la conservation de tout ce qui a trait à ses anciens modèles. » C’est vrai, notre société produit énormément d’informations, plus que jamais dans l’histoire de l’humanité. Mais combien d’entre elles traverseront les siècles ?

Source : Futura-Science

dimanche 25 mars 2012

Google : le moteur de recherche comprendra bientôt vos questions

Selon le Wall Street Journal, Google serait en train de préparer une mise à jour conséquente de son moteur de recherche. L'objectif ? Offrir une réponse directe aux questions formulées en langage naturel. C’est ce que l’on appelle la « recherche sémantique ».

Lorsque vous saisissez le nom d’une ville et le mot « météo » dans le champ de recherche de Google, celui-ci affiche immédiatement le temps qu’il fait sur le lieu en question. Ainsi, une poignée de domaines précis comme les résultats sportifs, les séances de cinéma, les conversions d’unités sont concernés par cette méthode.
Mais le géant de l’Internet souhaite aller plus loin. C’est en tout cas ce qu’indique un article récent du Wall Street Journal (WSJ). Selon lui, Google serait en passe de généraliser ce mode de « questions-réponses » à tous les domaines. Le moteur pourrait alors comprendre le sens d’une phrase exprimée en langage naturel.
Une ambitieuse mise à jour du moteur de recherche, que le quotidien économique qualifie de « modification la plus importante de son histoire ».

Source : Futura-Sciences

dimanche 23 octobre 2011

L'Holodesk de Microsoft : la réalité augmentée puissance 10

Le département de recherche de Microsoft est toujours en train de trouver de nouveaux « gadgets » tendance. Le dernier nommé « Holodesk » est impressionnant. Il utilise une variation du Kinect (il ne s'agit pas d'un "hack" au sens propre avec l'équipe de Microsoft) pour déterminer la position de vos mains et visage. Ensuite, vous pouvez vous amuser avec des objets virtuels. Le mieux est de voir la démonstration en vidéo.


On a vraiment l'impression de pouvoir interagir avec ces objets simples en 3 dimensions qui font penser à des hologrammes et qui réagissent à la « gravité ». Ce démonstrateur ne risque pas d'apparaître sur les linéaires, mais cela préfigure les technologies de demain.

Source : Sur-la-Toile

vendredi 21 octobre 2011

Des nanocomposants électroniques se reconfigurent à volonté !

Imaginez des ordinateurs capables de reconfigurer une partie de leurs circuits électroniques pour devenir plus performants. Cela arrivera peut-être dans un avenir proche grâce aux matériaux basés sur des nanoparticules, découverts par des chercheurs de la Northwestern University.

Les circuits électroniques des ordinateurs ne sont pas forcément bien adaptés aux calculs que l’on se propose de mener avec. On a ainsi conçu des puces électroniques spécialement pour effectuer certaines simulations numériques ou pour le traitement de certains problèmes. Récemment, IBM a révélé un modèle de puce cognitive par exemple.
Des ordinateurs qui seraient capables de modifier une partie de leurs circuits à volonté seraient certainement utiles. Les tenants de la singularité technologique salueraient sans aucun doute des ordinateurs intelligents et conscients capables d’évoluer en s’auto-améliorant au niveau de leurs circuits et découvrir comment atteindre des plans encore plus élevés de conscience et d’intelligence.

Des nanoparticules d'or

Une équipe de chercheurs de la Northwestern University vient de publier un article dans Nature Nanotechnology dans lequel ils annoncent avoir précisément mis au point de nouveaux matériaux à base de silicium et de polymère que l’on peut modifier à volonté. Le résultat, un seul composant électronique pouvant être reconfiguré en transistor, diode ou autre composant électronique sur demande et de façon réversible. Il s’agit d’une illustration du pouvoir de la nanotechnologie. Des nanoparticules, qui peuvent être différentes, de 5 nanomètres de diamètre, recouvertes d’un matériau contenant des charges positives, constituent un bloc en 3D. Le tout est plongé dans une « mer » d’atomes négativement chargés balançant exactement les charges positives des nanoparticules. Des courants et des impulsions électriques adéquates peuvent alors modifier la répartition de ces atomes négatifs pour obtenir le composant électronique désiré.

Source : Futura-Sciences

jeudi 17 mars 2011

Des physiciens trouvent l'algorithme manquant à l'ordinateur quantique

Une équipe internationale de physiciens a trouvé un important algorithme manquant aux futurs ordinateurs quantiques: la version quantique de l'algorithme de Metropolis. Cette découverte, publiée dans la revue Nature, permettra aux futurs ordinateurs quantiques de simuler la nature ou encore l'évolution de systèmes quantiques avec bien plus de précision et plus efficacement qu'il ne sera jamais possible de le faire avec des ordinateurs conventionnels.

Une astuce mathématique de plus de 80 ans

Provenant de l'Allemagne, de l'Autriche et du Canada, les chercheurs butaient depuis quelques années sur un problème d'irréversibilité typique de la physique quantique. Parmi ceux-ci, le professeur David Poulin, de l'Université de Sherbrooke, a exploité une astuce mathématique pour sortir de l'impasse.
«Lors d'un séminaire avec mes collègues à Vienne, j'ai réalisé qu'un lemme mathématique de 1928 pourrait résoudre le problème, se souvient le physicien de la Faculté des sciences. Une demi-heure plus tard, nous avions intégré cette formule à notre travail et l'essentiel était réglé.»
Le pendant classique de l'algorithme de Metropolis est largement utilisé pour résoudre des problèmes d'optimisation courants dans l'industrie. Cette version quantique permettrait de prédire le comportement de tout système physique régi par les lois de la mécanique quantique.
Les spécialistes anticipent déjà de nombreuses applications, notamment la mise au point de nouveaux médicaments et matériaux chimiques par l'étude du comportement de certaines molécules. Ils pensent aussi aux découvertes de nouvelles particules pour des systèmes de haute énergie ou encore à l'augmentation de la température d'utilisation des matériaux supraconducteurs.

La promesse d'un prix Nobel enfin tenue

L'histoire de cet algorithme est liée à l'un des rares physiciens connus du grand public: celui qui a révélé l'origine de l'accident de la navette spatiale Challenger, le Prix Nobel de physique Richard Feynman. En 1982, Richard Feynman proposa de construire un ordinateur quantique afin de simuler la nature. À partir de là, les physiciens ont formalisé assez rapidement comment un tel ordinateur pourrait simuler la dynamique d'un système quantique. «Mais le gros problème demeurait d'initialiser l'ordinateur quantique, affirme David Poulin. Par exemple, comment préparer l'état d'énergie minimale du système sur l'ordinateur quantique?»
Avec la découverte de cet algorithme, tous les outils sont maintenant là pour bien préparer l'ordinateur quantique à faire des simulations. «La promesse de Feynman est dorénavant remplie", déclare le professeur Poulin. "C'est un gros morceau pour l'informatique quantique et je suis persuadé qu'il reste d'autres algorithmes à découvrir pour d'autres types d'applications», conclut-il.

Une performance épique

Cette avancée scientifique majeure est loin d'être un cas isolé pour l'Équipe de recherche en informatiquequantique de l'UdeS (EPIQ), qui réunit les professeurs Poulin, Blais, Pioro-Ladrière, Reulet et leurs collaborateurs. En effet, en l'espace d'un an, ces chercheurs ont déjà publié 18 articles dans des revues scientifiques très prisées: Science, Nature Communications, Nature Physics, Physical Review Letters...

Source : Techno-Science

jeudi 24 février 2011

Des écrans tactiles partout