Qubit Introduction

Les technologies de l’information et de la communication, appelées TIC en abrégé, font partie des nouvelles technologies. Il s’agit de domaines très évolutifs et de techniques diverses qui rendent les rapports entre hommes et les rapports avec les machines plus accessibles.

Au sens large les nouvelles technologies comprennent d’autres techniques comme l’aérospatiale, l’architecture high-tech, les bio-technologies, les nano-technologies, la robotique.

Le présent livre se focalise sur les TIC. Elles regroupent les innovations digitales réalisées en matière de volume de stockage et de rapidité du traitement de l’information, ainsi que son transport grâce aux moyens de télécommunications modernes : câbles, fibres optiques, satellites, techniques sans fil.

L’impact des TIC s’étend sur notre mode de vie et sur notre économie. Les secteurs de production et d’utilisation des nouvelles technologies acquièrent une part croissante du PIB des économies développées et émergentes. On parle de l’économie du savoir.

L’évolution des nouvelles technologies est présentée avec un focus particulier sur les innovations faites au Luxembourg. Les pionniers luxembourgeois des TIC sont peu connus par le grand public. Le livre présent leur rend hommage.

L’histoire des changements de vie et de la transformation de la société, qui ont accompagné le progrès des TIC, est également racontée dans le livre.

Étymologiquement, l’information est ce qui donne une forme à l’esprit. Communiquer veut dire partager. Vivre, c’est communiquer. Les êtres humains souhaitent communiquer pour trois raisons : partager, convaincre, séduire.

Communication

La communication est l’action de transmettre un message contenant de l’information à un récepteur. L’information est de l’ordre du « contenu », la communication est de l’ordre de la « relation ».

Le message transmis est conditionné par son contexte. Les facteurs environnementaux comme la localisation, l’événement, la diversité culturelle, l’importance, le temps, la confidentialité, qui forment le contexte, influencent le contenu du message.

Le message transmis est conditionné en outre par son code qui doit être commun entre émetteur et récepteur. Une donnée aussi banale qu’une date dans un message, par exemple le 12/3/2020, est interprétée comme le 12 mars 2020 par un citoyen européen et comme le 3 décembre 2020 par un citoyen américain, à défaut de spécifier le format de date utilisé pour l’encodage et le décodage. Les signes utilisés pour coder et décoder un message peuvent être des chiffres, des lettres, des images, des vidéos, de la parole, des programmes informatiques.

La communication se distingue par une hétérogénéité des récepteurs. Les destinataires peuvent être des personnes, des groupes, des masses, des animaux, des machines, des robots. Dans le cas de consommateurs, la communication devient publicité.

La communication repose sur différents outils. La communication écrite se fait par des livres, journaux, affiches et blogs. Le téléphone permet la communication verbale à distance, tout comme la radio. Le smartphone, l’ordinateur et les messageries supportent les communications verbales et textuelles. La télévision et les réseaux sociaux peuvent transmettre des contenus animés. On parle de diffusion si le message s’adresse à des récepteurs multiples, comme dans les cas de la presse, de la radio, de la télévision, des blogs et des réseaux sociaux.

La communication est régie par des théories relevant de sciences multidisciplinaires.

Sur le plan de la communication commerciale, l’économiste américain Wroe Alderson est le pionnier du marketing (1934). Parmi les pionniers de la théorie de la communication classique, il faut citer les mathématiciens Norbert Wiener, Claude Shannon et Warren Weaver (1947, 1948). L’interface homme-machine se base sur les réflexions de l’informaticien américain J.C.R. Licklider (1960), tandis que le sociologue canadien Marshall McLuhan a introduit le concept du « village planétaire » dans son ouvrage « The Medium is the Massage » (avec un a dans message), paru en 1964, qui qualifie les effets de la mondialisation des médias et des TIC.

Information

Jusqu’à présent l’information est considérée comme immatérielle. Elle est caractérisée par ses qualités qui peuvent être accessibles, actuelles, fiables, importantes, intéressantes, objectives, pertinentes, et j’en passe. L’information se présente sous différentes natures : analogique, numérique, quantique, génétique. Elle peut être sensible et/ou cryptée.

Le bibliographe Paul Otlet et l’avocat Henri de Lafontaine, tous les deux de nationalité belge, ont fondé en 1895 l’institut international de la bibliographie, aujourd’hui connu sous le nom de Mundaneum. Au sein de cette institution, ils ont tenté de rassembler l’ensemble des connaissances du monde. A ces fins, ils ont mis au point le système de classification décimale universelle.

Le langage a été longtemps le support physique dominant de l’information. La discipline scientifique de l’étude du langage est la linguistique. Le linguiste suisse Ferdinand de Saussure a fondé en 1916 la linguistique moderne.

Le père fondateur de la théorie de l’information est l’ingénieur et mathématicien américain Claude Shannon. En 1948 il a popularisé le terme « bit » comme mesure élémentaire de l’information numérique.

Douze ans plus tard, c’est le physicien théoricien américain John Archibald Wheeler qui a formulé la théorie de géométrodynamique (1960). Il était un des derniers collaborateurs de Albert Einstein et il est considéré comme un des plus grands physiciens du XX siècle. En 1989, il a publié le concept « it from bit » qui met l’information au centre de l’observation de la matière.

Le philosophe et astrophysicien britannique réputé Roger Penrose, lauréat du prix Nobel en 2020, a publié en 1994 son livre « Les ombres de l’esprit – A la recherche d’une science de la conscience ». Cette publication décrit l’hypothèse de l’information quantique.  

A la même époque, le professeur de stratégie à l’INSEAD, Gabriel Szulanski, a développé les bases de la gestion et du transfert des connaissances (1995).

L’informaticien britannique Tim Berners-Lee est reconnu comme l’inventeur du « World Wide Web » (WWW), de « l’hypertexte » et du « HTML », au début des années 1990, lors de ses travaux au CERN. Depuis 1994 il préside le consortium WWW, nommé « W3C », organisme qu’il a fondé au MIT. Le souhait de Tim Berners-Lee était d’optimiser pleinement le potentiel d’Internet et de le rendre accessible à chaque habitant de la planète, indépendant des outils utilisés par les internautes. Le rôle du W3C est de définir des normes et standards qui doivent être libres de droit et ouverts à tous. Dans ce contexte Tim Berners-Lee a lancé une autre idée forte à la fin des années 1990, le web sémantique. Le but était de dépasser la logique de l’hypertexte et de lier le web au monde réel par la sémantique. En 2001 le web sémantique sort de la recherche et commence à devenir réalité. La popularisation de ce concept s’est toutefois étendue sur plusieurs années.

Malgré la difficulté persistante du public de comprendre la signification exacte de du terme « sémantique », les usagers de l’Internet peuvent découvrir chaque jour l’évolution étonnante de la nature et de la qualité de l’information, grâce au web sémantique.

Information intégrée

A la lumière de ce qui a été exposé jusqu’à présent dans cette introduction, on peut conclure qu’il n’y a pas de différence fondamentale entre « information » et « communication » ; les deux appartiennent au même système de référence et sont inséparables. L’information a pour objet de mettre en forme le monde, de rendre compte des événements, des faits, et de contribuer directement au fonctionnement de la société. La communication constitue le moyen de diffuser ces informations et de construire les représentations.

Tout a changé au milieu des années 2000. Les théories de l’information, formulées après le lancement du web sémantique, sont encore moins compréhensibles pour le grand public.

Une nouvelle ère a commencé en 2004 quand le psychiatre et neurologue italien Guilio Tononi, à l’université du Wisconsin au Madison, présentait une nouvelle théorie sur la conscience, basée sur l’information intégrée. Il a introduit une unité de mesure, appelée Phi, pour calculer le degré de conscience. La théorie stipule que non seulement les structures vivantes, comme les humains et les animaux, sont conscientes, mais que des structures techniques peuvent également disposer d’une conscience, dans certaines conditions spécifiques.

Comme toutes les théories sur la conscience, celle de l’information intégrée ne trouve pas l’unanimité, mais elle est adoptée progressivement par une population croissante de la communauté scientifique des différentes disciplines concernées.

La théorie trouve notamment le support du célèbre neuroscientifique allemand Christof Koch qui est le président de l’Institut Allen pour la science du cerveau, une institution qui se concentre sur la recherche en biosciences.

Dans les années 2014 et 2015, deux autres chercheurs de renom, le cosmologiste suédois Max Tegmark au MIT et le physicien théoricien Matthew Fischer à l’université de Californie, ont publié des contributions innovatives au sujet du rôle de l’information dans la « théorie du tout » et dans la « cognition quantique ».

Qubit

Le mot « qubit » représente la plus petite unité de stockage d’information quantique. Contrairement au « bit » de l’informatique classique, qui ne peut prendre que deux états (on/off respectivement 1/0), la quantité d’information gérée par un qubit se rapproche théoriquement de l’infini ; d’où résulte la performance de calcul extraordinaire des ordinateurs quantiques.

Dessin réalisé par Hélène Pouille ; licence CC BY-NC-SA

J’utilise le terme « qubit » dans le titre de mon livre pour signaler que les technologies de l’information et de la communication vont plus loin que les techniques qui nous sont familières aujourd’hui. Le mot « qubit » dans le titre souligne en outre le décalage entre les matières enseignées dans les écoles et les lycées au Luxembourg et les compétences requises pour exercer les métiers de demain.

Tandis que l’intelligence artificielle est déjà entrée dans notre vie journalière il y a quelques années et que les ordinateurs quantiques commencent à sortir des laboratoires pour s’installer dans l’industrie, on vient d’introduire le codage informatique séquentiel dans les écoles fondamentales au Luxembourg à partir de l’année scolaire 2020/2021. Si on lit les réactions des internautes à ce sujet sur les forums des grands médias luxembourgeois et sur les réseaux sociaux, on constate que la majorité des commentateurs est d’avis qu’il vaut mieux apprendre aux enfants à lire, écrire et calculer, au lieu d’enseigner le code et l’algorithmique. Face à ce constat, l’initiative du Ministère de l’Enseignement paraît courageuse.

Je suis toutefois d’avis qu’il faut anticiper maintenant les besoins en connaissances requises par les adolescents dans une dizaine d’années pour pouvoir maîtriser les défis du futur. Pourquoi ne pas commencer dès à présent à instruire les enfants comment entraîner une intelligence artificielle (AI). Le projet « machine-learning-for-kids » fournit les moyens qui peuvent s’intégrer facilement dans l’environnement « educoding.lu » mis en place dans le cycle 4 de l’école fondamentale au Luxembourg. J’ai testé cette application, qui utilise l’intelligence artificielle de la plateforme Watson d’IBM, sur mon iPAD. J’ai transmis une dizaine de photos de chaque dudu de mes petits-enfants au réseau neuronal de Watson, en présentant les peluches, sous différents angles de vue, devant la caméra de l’iPAD.

Comme j’ai indiqué pour chaque photo prise le nom du dudu portraité, il s’agit d’un apprentissage surveillé d’une AI. Après l’évaluation de toutes les images par la plateforme Watson, ce qui prenait quelques minutes, elle est capable de reconnaître les différents dudus présentés à la caméra et de détecter les intrus qu’elle ne connaît pas.

Le processus est visualisé sur la carte mentale suivante qui est hébergée sur le site web luxembourgeois www.linkfacts.links.

Cliquez sur le logo en bas à droite pour afficher le graphe dans une nouvelle fenêtre.

Mais que le lecteur de ce livre soit rassuré. Les prochains chapitres sont plus terre à terre que cette introduction. On va oublier l’intelligence artificielle, la mécanique quantique, l’information à l’origine de la matière et la théorie cosmologique unifiée que même Einstein n’a pas réussi à formuler.

Mon livre est un livre d’histoire qui regarde en arrière et retrace l’évolution des TIC au Luxembourg au courant des cinquante dernières années.

Mais j’espère être en mesure dans dix ans d’écrire une rétrospective sur l’évolution exponentielle des TIC pendant la période de 2021 à 2030 et de revenir sur les sujets esquissés.

Rodange, le ……. 2021

Marco Barnig