L'informatique quantique en tant que service (QCaaS) permet aux utilisateurs d'accéder à une architecture de traitement de l'information activée par des qubits via des services cloud. Mais pour les tâches de planification de route complexes, il existe une alternative à l'informatique quantique : le Physarum polycephalum.
L'informatique quantique en tant que service (QCaaS) permet aux utilisateurs d'accéder à une architecture de traitement de l'information activée par des qubits via des services cloud. Les qubits utilisent la physique du monde réel pour résoudre des problèmes difficiles, voire impossibles à résoudre à l'aide des bits classiques des machines informatiques conventionnelles. Mais lorsqu'il s'agit de trouver des solutions à des tâches de planification de route complexes, les utilisateurs peuvent envisager une alternative à l'informatique quantique. Et cette alternative, qui a peut-être échappé à l'essor de l'informatique biologique il y a une dizaine d'années, pourrait être une surprise.
Les processeurs quantiques d'aujourd'hui sont appelés technologie quantique à bruit intermédiaire échelle (NISQ). L'objectif final est de créer des dispositifs quantiques tolérants aux pannes comportant un million ou plus de qubits physiques, qui peuvent être transformés en qubits logiques à l'aide de méthodes de correction d'erreurs. Les états de l'informatique quantique peuvent être extrêmement fragiles et sensibles à leur environnement. Et aujourd'hui, les développeurs doivent travailler dur pour prendre en charge des mesures impliquant quelques centaines de qubits, sans parler de millions.
Les premiers succès incluent l'utilisation d'ordinateurs quantiques pour résoudre des problèmes de chaîne d'approvisionnement et de logistique. Mais la technologie a un prix et a nécessité des milliards de dollars pour être développée. Cependant, il s'avère que la nature a également travaillé dans ce domaine, en développant des organismes dotés de propriétés d'informatique biologique. Et l'une de ses étoiles les plus brillantes se trouve dans la forêt, qui porte le nom latin de Physarum polycephalum, également connu sous le nom de moisissure.
Visible à l'œil nu, l'organisme unicellulaire de couleur jaune vif adapte sa croissance en fonction des conditions environnantes. La moisissure est attirée par des nutriments tels que les flocons d'avoine, repoussée par des répulsifs tels que le sel et capable d'éviter les dangers. Surnommé wetware, Physarum polycephalum combine des capacités matérielles et logicielles. Et, pour le plus grand plaisir des chercheurs, le biomatériau peut être utilisé pour résoudre des labyrinthes et déterminer le chemin le plus court entre les nœuds d'un réseau - un problème notoirement difficile à résoudre efficacement pour les ordinateurs classiques.
"La facilité de culture et d'expérimentation avec Physarum fait de cette moisissure un substrat idéal pour les mises en œuvre du monde réel de capteurs et de dispositifs informatiques non conventionnels", écrit Andrew Adamatzky, directeur du laboratoire d'informatique non conventionnelle au sein du département d'informatique de l'UWE. "Au cours de la dernière décennie, Physarum est devenu un couteau suisse de l'informatique non conventionnelle : donnez à la moisissure un problème et elle le résoudra."
Et si vous doutez de la capacité de la moisissure à offrir une alternative d'informatique biologique extrêmement abordable et efficace en termes de ressources à l'informatique quantique, il vaut la peine de jeter un coup d'œil à certaines réalisations de l'organisme en laboratoire. Adamatzky et ses collègues ont trouvé un succès particulier en permettant à la moisissure d'explorer des terrains miniatures, en mettant en évidence les régions d'intérêt avec des nutriments qui définissent les paramètres de croissance pour le réseau vivant.
Les paysages 3D formés en Nylon se situent au-dessus de boîtes de Pétri d'eau, ce qui rend les zones basses plus attractives pour la moisissure en raison de l'humidité plus élevée. Et les conditions signifient que l'organisme étend ses tubes protoplasmiques de manière à imiter la croissance des réseaux de transport - par exemple, en contournant les zones montagneuses. Les chercheurs ont montré comment la moisissure peut reproduire la route de l'autoroute la plus longue d'Allemagne et de gigantesques réseaux routiers à travers les États-Unis ; les autoroutes aux Pays-Bas, en Belgique, en France et au Royaume-Uni ; et même