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13 avancées informatiques majeures :à quoi s'attendre d'ici 2026

Les innovations informatiques font référence aux développements et avancées technologiques dans le domaine de l'informatique, y compris les dispositifs matériels et les applications logicielles. 

Le rythme de l’innovation informatique s’accélère, avec l’émergence constante de nouvelles technologies. Les principaux facteurs à l'origine de cette expansion rapide sont les suivants : 

Les efforts collectifs des ingénieurs, des scientifiques et des chercheurs de l'industrie, du monde universitaire et de la communauté open source ont favorisé l'expansion de ces innovations.

Dans les années à venir, nous pouvons nous attendre à des progrès encore plus transformateurs, ouvrant de nouvelles voies et impactant divers aspects de nos vies, de la communication et du divertissement aux soins de santé et aux transports. 

Ci-dessous, nous avons mis en évidence les innovations informatiques modernes qui visent à améliorer les capacités de calcul, à résoudre des problèmes complexes, à améliorer l'efficacité et à ouvrir de nouvelles possibilités dans plusieurs domaines. 

Remarque :Afin de vous apprendre quelque chose de nouveau, nous n'avons pas inclus de termes plus larges comme circuits intégrés, Internet, cloud computing, big data, intelligence artificielle, blockchain, réalité virtuelle et informatique quantique. 

9. Cryptographie quantique

Crédit image :Amazon

exploite le principe quantique pour protéger la transmission des données

La cryptographie quantique, également appelée distribution de clés quantiques (QKD), se concentre sur la communication sécurisée basée sur les principes de la mécanique quantique. Il fournit un canal de communication sécurisé en utilisant les propriétés fondamentales de la mécanique quantique, telles que le théorème de non-clonage et le principe d'incertitude. 

Alors que les techniques cryptographiques traditionnelles s'appuient sur des équations mathématiques et une complexité informatique pour sécuriser les données, la cryptographie quantique s'appuie sur les lois de la physique. Il est plus sécurisé et ne peut être brisé par aucun moyen (même par des ordinateurs quantiques). 

La cryptographie quantique est encore un domaine en développement :elle n’a pas encore été largement déployée dans les systèmes pratiques. Cependant, plusieurs expériences et mises en œuvre à petite échelle ont eu lieu. Par exemple, 

En 2017, des chercheurs de l’Institut national des technologies de l’information et des communications et de l’Université de Tokyo ont démontré avec succès le QKD sur une distance de 404 kilomètres. 

En 2022, une équipe de chercheurs de l’Université de Genève et de l’Université d’Oxford a démontré un protocole QKD immunisé contre les défauts et vulnérabilités des dispositifs physiques qui affectent les protocoles quantiques actuels. Il s’agit d’une forme de sécurité bien plus solide que n’importe quelle technique cryptographique traditionnelle. 

Avantages de la cryptographie quantique 

Inconvénients 

La Chine, en particulier, est à l’avant-garde de la recherche sur la cryptographie quantique. L’Académie chinoise des sciences a réalisé des progrès substantiels dans ce domaine, tandis que des chercheurs de l’Institut des microsystèmes et des technologies de l’information de Shanghai et de l’Université des sciences et technologies de Chine ont participé avec succès à de nombreux déploiements de réseaux de communication quantique. 

8. IA de pointe

Implémentez l'IA directement sur les appareils de pointe 

Edge AI implique le déploiement et l’exécution de modèles et d’algorithmes d’IA directement sur des appareils de périphérie, tels que les smartphones et les appareils IoT, au lieu de s’appuyer sur une infrastructure basée sur le cloud. 

Il rapproche les capacités d'IA de la source de données, facilitant le traitement, l'analyse et la prise de décision en temps réel sur les appareils de périphérie. Cela peut s’avérer crucial dans les applications qui nécessitent une réponse rapide et une faible latence, telles que la surveillance des soins de santé, les véhicules autonomes et l’automatisation industrielle. 

Edge AI améliore également la confidentialité et la sécurité en conservant les informations sensibles localement sur les appareils de périphérie et en traitant les données sans les transmettre au cloud. Il atténue les risques de violations de données et garantit que les données restent privées et protégées.  

Exemples populaires d'Edge AI 

L’avenir d’Edge AI semble prometteur et devrait connaître une croissance exceptionnelle dans les années à venir. Le développement de matériel informatique économe en énergie et plus puissant facilitera le déploiement de modèles d’IA complexes directement sur les appareils de pointe. 

7. Traitement du langage naturel (NLP)

Permet aux ordinateurs de comprendre efficacement le langage humain 

La PNL se concentre sur l'interaction entre les machines et le langage humain. Son objectif principal est de permettre aux ordinateurs de comprendre, d’interpréter et de générer un langage humain significatif. 

Il utilise plusieurs techniques pour traiter différents aspects du traitement du langage. Par exemple, il implémente 

La plupart des techniques de PNL reposent sur des modèles d'apprentissage automatique, tels que les réseaux de neurones convolutifs, les réseaux de neurones récurrents, les modèles de Markov cachés et les champs aléatoires conditionnels. Ces modèles sont formés sur des volumes massifs de données annotées pour apprendre des modèles et des relations dans le langage. 

Plus ces modèles sont entraînés (sur différents ensembles de données), mieux ils peuvent faire des prédictions et effectuer des tâches liées au langage. 

Le traitement du langage naturel est déjà utilisé dans de nombreux domaines ; les applications les plus courantes étant

À mesure que le domaine continue de progresser, de nouvelles applications et cas d’utilisation émergent, démontrant la capacité et la polyvalence des techniques de PNL. 

Selon le rapport de Grand View Research, la taille du marché mondial du traitement du langage naturel devrait dépasser 439 milliards de dollars d’ici 2030, avec une croissance stupéfiante de 40,4 %. 

6. IA explicable (XAI)

Rend les modèles d'IA plus explicables aux humains

XAI fait référence au développement de systèmes d'IA capables de fournir des explications transparentes et compréhensibles sur leurs actions et décisions. Son objectif principal est d’aider les humains à comprendre et à faire confiance au raisonnement qui sous-tend les modèles d’IA et à leurs processus de prise de décision. 

Les systèmes d’IA conventionnels, en particulier ceux basés sur des méthodes d’apprentissage profond, fonctionnent généralement comme des « boîtes noires » dans lesquelles les mécanismes internes et les processus de décision ne sont pas facilement interprétables. Ce manque de transparence suscite parfois des inquiétudes majeures dans les secteurs de la santé, de la finance et des véhicules autonomes. 

C'est pourquoi XAI est nécessaire :il peut assurer la transparence, la confiance et la responsabilité. Cela peut également rendre les systèmes d'IA conformes aux exigences légales et réglementaires, garantissant ainsi un comportement éthique et la protection des droits individuels.

Plus précisément, XAI vise à répondre à des questions telles que 

XAI fait appel à diverses techniques, les plus courantes étant les explications basées sur des règles, les explications locales, les explications globales et les explications contrefactuelles. 

La R&D en cours dans ce domaine conduira à une meilleure compréhension et à une utilisation responsable de la technologie de l’IA, permettant ainsi son adoption généralisée dans diverses industries. 

5. Interopérabilité de la blockchain

La capacité des réseaux blockchain à communiquer entre eux de manière transparente 

La technologie Blockchain fonctionne généralement sur des protocoles ou des réseaux distincts, chacun avec son propre ensemble de règles, structures de données et mécanismes de consensus. Ces réseaux distincts sont souvent confrontés à des défis lors de l'échange de données. 

L'interopérabilité de la blockchain vise à surmonter ces défis et à établir des connexions fiables entre les différents réseaux blockchain. Il permet le transfert transparent de données sur plusieurs plates-formes blockchain, permettant l'interopérabilité et la collaboration entre plusieurs systèmes décentralisés. 

Ceci est réalisé en mettant en œuvre une gamme de techniques, telles que la tokenisation, les échanges atomiques, les ponts inter-chaînes et les protocoles d'interopérabilité. 

Avantages  

Il permet aux développeurs de combiner les atouts de différents réseaux pour créer de puissantes applications décentralisées qui s'étendent sur plusieurs écosystèmes. 

Les applications potentielles de l’interopérabilité de la blockchain s’étendent à de nombreux domaines, allant de la finance décentralisée et des paiements transfrontaliers aux services d’assurance et de santé. 

4. Apprentissage automatique quantique (QML) 

Intègre les principes de l'informatique quantique et de l'apprentissage automatique 

QML est un domaine émergent qui combine les principes de l'informatique quantique et de l'apprentissage automatique pour développer de nouvelles techniques permettant de résoudre des problèmes informatiques complexes. Il explore comment les algorithmes et techniques quantiques peuvent être appliqués aux tâches classiques d’apprentissage automatique. 

QML exploite les propriétés uniques des systèmes quantiques pour améliorer différents aspects de l'apprentissage automatique, tels que l'optimisation des données, la visualisation, la sélection de fonctionnalités et la reconnaissance de formes.  

Plus précisément, il s'agit d'explorer des techniques permettant de coder des données classiques dans des états quantiques, d'exploiter des opérations quantiques pour effectuer des calculs sur des représentations de données quantiques et de développer des algorithmes capables d'utiliser les propriétés quantiques de superposition et d'intrication pour trouver des solutions optimales plus efficacement que les techniques d'optimisation classiques. 

Avantages 

Inconvénients 

Malgré toutes ces limites, QML a le potentiel de révolutionner la technologie d’apprentissage automatique existante. Par exemple, il peut 

À mesure que le matériel quantique devient plus puissant, nous pouvons nous attendre à ce que QML ouvre de nouvelles possibilités dans diverses industries et domaines. 

3. Authentification biométrique

Utiliser les caractéristiques uniques des individus pour vérifier leur identité

Comme son nom l’indique, cette technologie utilise des données biométriques (qui sont des traits biologiques ou comportementaux mesurables et distinctifs) à des fins d’authentification. Elle repose sur les caractéristiques physiologiques ou comportementales inhérentes à un individu. 

Plusieurs types de données biométriques sont utilisées pour l'authentification, les plus courantes étant les empreintes digitales, les traits du visage, la reconnaissance vocale, la reconnaissance de l'iris, la reconnaissance de la rétine, la reconnaissance de signature et la géométrie de la main. 

Quelques systèmes avancés utilisent la biométrie comportementale :cela implique de capturer et d'analyser des modèles comportementaux uniques, tels que les mouvements de la souris, le rythme de frappe et l'analyse de la démarche, pour authentifier les individus en fonction de leurs caractéristiques comportementales. 

Avantages 

Inconvénients 

L'authentification biométrique, en particulier la reconnaissance des empreintes digitales et du visage, est largement utilisée pour le contrôle d'accès afin de sécuriser des emplacements physiques, tels que des bureaux et des zones réglementées. Il est également couramment utilisé sur les smartphones et les ordinateurs portables pour déverrouiller des appareils, autoriser des transactions et sécuriser des informations sensibles. 

La technologie peut être intégrée aux systèmes de sécurité des véhicules pour authentifier le conducteur ou le propriétaire du véhicule. Il est également mis en œuvre dans les secteurs de la santé pour garantir un accès sécurisé aux dossiers médicaux et contrôler l’accès aux zones restreintes telles que les dispensaires de médicaments et les laboratoires. 

Les futurs systèmes pourraient utiliser plusieurs caractéristiques biométriques en combinaison, telles que la voix, la rétine et les caractéristiques du visage, pour fournir une authentification plus forte avec une plus grande précision.  

2. Réseaux adverses génératifs (GAN)

Génère un contenu réaliste et créatif

Les GAN sont constitués de deux réseaux de neurones :un générateur et un discriminateur. Le générateur est chargé de créer de nouvelles données, tandis que le discriminateur est chargé de faire la distinction entre les données réelles et générées (fausses). 

Le générateur vise à créer des échantillons réalistes (à partir d’ensembles de données d’entraînement) capables de tromper le discriminateur. Le discriminateur, quant à lui, agit comme un classificateur et tente de faire la distinction entre les échantillons réels et les échantillons synthétiques. 

Les deux modèles sont entraînés de manière itérative et mettent à jour leurs paramètres en fonction de leurs performances. L’objectif ultime est de créer des échantillons impossibles à distinguer des données réelles. 

Avantages 

Inconvénients 

La technologie s'est avérée efficace pour générer du contenu créatif. Il a été utilisé pour créer un texte impossible à distinguer du texte écrit par l'homme, créer des images réalistes d'objets et de personnes qui n'existent pas et créer une musique impossible à distinguer de la musique composée par l'homme. 

Les GAN peuvent également améliorer la qualité des photos basse résolution et détecter des anomalies dans des échantillons volumineux et complexes (en apprenant les modèles normaux dans les ensembles de données et en identifiant les écarts). 

À mesure que la recherche progresse, les réseaux contradictoires génératifs trouveront des applications dans un large éventail de domaines, de la découverte de médicaments et de la publicité aux jeux et à la réalité virtuelle. 

1. Informatique neuromorphique

Loihi, la puce de recherche neuromorphique à auto-apprentissage d'Intel 

L'informatique inspirée du cerveau humain 

L'informatique neuromorphique fait référence à une conception et une architecture informatiques inspirées de la structure et du fonctionnement du cerveau humain. L’objectif est de développer des systèmes matériels et logiciels imitant le comportement des réseaux neuronaux biologiques. 

Cela implique du matériel spécialisé (comme des puces neuromorphiques) et des algorithmes développés pour reproduire le comportement du réseau neuronal. Cela pourrait débloquer des capacités informatiques plus efficaces et plus puissantes. 

Le matériel utilise généralement des circuits analogiques capables d’effectuer efficacement des calculs neuronaux. Étant donné que les modèles de réseaux neuronaux sont implémentés au niveau matériel, les systèmes informatiques neuromorphiques peuvent offrir des performances élevées avec une faible consommation. 

Ces systèmes peuvent améliorer considérablement les tâches de vision par ordinateur, telles que l'analyse vidéo, la reconnaissance faciale, la détection d'objets et la compréhension de scènes. Leurs capacités de reconnaissance de formes et de traitement parallèle les rendent bien adaptés à de telles tâches. 

L'informatique neuromorphique peut également jouer un rôle essentiel dans les véhicules autonomes :elle peut traiter rapidement et efficacement les données des radars, des caméras, du LiDAR et d'autres capteurs.

En robotique, les systèmes informatiques neuromorphiques peuvent traiter les données des capteurs en temps réel et prendre des décisions intelligentes en fonction de l'environnement. Il peut améliorer la perception, la planification des mouvements et le contrôle du robot, permettant ainsi des systèmes robotiques plus performants et adaptables. 

Avantages 

Inconvénients

Bien que l’informatique neuromorphique soit encore un domaine en évolution, de nombreux projets et plateformes ont vu le jour ces dernières années. Loihi d'Intel et TrueNorth d'IBM en sont les deux exemples les plus notables. 

La puce Loihi comporte 130 000 neurones, chacun capable de communiquer avec des milliers d'autres, et la puce TrueNorth contient 1 million de neurones numériques et 256 millions de synapses étroitement interconnectées via une infrastructure de routage pilotée par les événements. 

Selon l'étude de marché Polaris, le marché mondial de l'informatique neuromorphique atteindra un chiffre d'affaires de 29,54 milliards de dollars d'ici 2032, avec une croissance de 21,1 % entre 2023 et 2032. 

Autres innovations informatiques importantes 

11. Essaim robotique

La robotique Swarm se concentre sur la coordination de plusieurs robots pour accomplir des tâches collectivement. Il s’inspire du comportement des insectes sociaux, comme les abeilles et les fourmis, qui présentent des comportements collectifs complexes sans nécessiter aucun contrôle centralisé. 

Les robots en essaim individuels peuvent communiquer entre eux, partager des données et coordonner leurs actions en utilisant la détection locale, la communication sans fil ou des interactions à portée limitée. Ils peuvent échanger des données sur leur propre état, leur environnement ou les tâches qu'ils effectuent. 

Ils sont bien adaptés aux tâches coopératives qui nécessitent que plusieurs robots travaillent ensemble. Les exemples incluent la détection distribuée, le transport coopératif et la manipulation d'objets. Ils peuvent être utilisés pour des tâches telles que l’exploration de régions inconnues, la cartographie d’une zone ou la recherche de cibles. 

Les affichages de drones, en particulier, sont devenus plus populaires ces jours-ci. Ils utilisent plusieurs drones éclairés la nuit pour une exposition artistique ou publicitaire. 

10. Confidentialité différentielle

La confidentialité différentielle est un cadre de protection de la vie privée dans l'analyse des données et les calculs statistiques. Il propose un modèle mathématique pour protéger la vie privée des individus tout en permettant d’extraire des informations clés d’un ensemble de données. 

Même s’il ne garantit pas une confidentialité parfaite, il vise à trouver un équilibre entre utilité des données et préservation de la vie privée. 

Cela fonctionne en ajoutant du bruit aux données. Le bruit est ajouté de telle manière qu’il n’a pas d’impact sur l’analyse des données, mais il rend difficile pour un attaquant d’extraire les informations d’un individu. 

La quantité de bruit ajoutée aux données est déterminée par un facteur appelé epsilon. L'epsilon contrôle le compromis entre utilité et confidentialité. Une valeur epsilon inférieure signifie que moins de bruit est ajouté, ce qui offre plus d'utilité pour les données mais moins de confidentialité. 

Cette technique a suscité une attention considérable ces dernières années, en particulier dans des domaines tels que l'apprentissage automatique, les sciences sociales et la santé, où des informations sensibles à la vie privée sont fréquemment impliquées. 

12. Systèmes cyber-physiques

Les systèmes cyber-physiques combinent des composants physiques avec des éléments informatiques, de communication et de contrôle, permettant une interaction transparente entre les mondes physique et virtuel. 

Plus précisément, il intègre des composants physiques comme des machines ou des systèmes biologiques avec des éléments cybernétiques comme des logiciels ou des réseaux de communication. Il utilise des modèles informatiques sophistiqués et des techniques d’IA pour traiter et analyser les données collectées. 

Ces modèles optimisent ensuite les opérations, identifient les anomalies, prennent des décisions et répondent aux changements en temps réel. 

Les systèmes cyber-physiques trouvent des applications dans divers domaines, de la fabrication et des transports aux bâtiments intelligents et aux réseaux énergétiques. Par exemple, dans le secteur manufacturier, ces systèmes permettent une surveillance en temps réel des équipements, des processus de production adaptatifs et une maintenance prédictive. Dans les villes intelligentes, il peut être utilisé pour gérer la consommation d’énergie, optimiser la fluidité du trafic ou améliorer la sécurité publique.  

13. Cryptage homomorphe

Le cryptage homomorphe consiste à effectuer des calculs sur des données cryptées (sans les déchiffrer). En d’autres termes, il s’agit d’une technique cryptographique qui permet de traiter les données sous forme cryptée, préservant ainsi la confidentialité et la vie privée. 

Bien que cette technique garantisse une forte confidentialité, elle présente certaines limites. Les opérations effectuées sur des données chiffrées sont généralement plus lentes et nécessitent plus de ressources CPU que l'exécution des mêmes opérations sur des données en texte brut. 

Cependant, les études et développements en cours dans le domaine du cryptage homomorphe abordent ces limitations. Il s’agit d’un domaine prometteur de recherche cryptographique pour protéger la vie privée des personnes tout en permettant des calculs sécurisés. 

Plus à savoir 

Quelles sont les innovations informatiques qui devraient avoir un impact majeur à l'avenir ?

L'apprentissage automatique, l'informatique de pointe, la 5G, la technologie blockchain, la réalité augmentée et les technologies d'édition génétique devraient façonner notre avenir de manière significative.

Comment les innovations informatiques peuvent-elles bénéficier à différentes industries ?

Les innovations informatiques peuvent profiter aux industries de différentes manières : 

Fabrication :les robots industriels et les systèmes d'automatisation peuvent améliorer les processus de fabrication, réduire les erreurs humaines, améliorer l'efficacité et permettre d'effectuer des tâches sophistiquées avec rapidité et précision. 

Soins de santé :l'apprentissage automatique peut analyser les informations sur les patients, les images médicales et les données génétiques pour faciliter une détection précise et précoce des maladies, conduisant ainsi à de meilleurs diagnostics et planifications de traitement. 

Finance :alors que l'analyse des mégadonnées peut permettre aux institutions financières d'analyser d'énormes volumes de données et de détecter la fraude, la technologie blockchain peut garantir des systèmes de transaction sécurisés et transparents, améliorant ainsi les transactions transfrontalières et les contrats intelligents. 

Transports :l'IA et les technologies de capteurs permettent le développement de véhicules autonomes, améliorant ainsi la sécurité et l'efficacité des transports. Les modèles prédictifs peuvent optimiser le trafic grâce à l’analyse des données en temps réel et aider à planifier les infrastructures de transport. 

Gestion de l'énergie et de l'environnement :les innovations informatiques peuvent permettre une surveillance en temps réel des paramètres environnementaux afin d'identifier les sources de pollution et de prédire les risques environnementaux. Ils peuvent également analyser les modèles de consommation d'énergie et optimiser la consommation d'énergie dans les bâtiments, les processus industriels et les systèmes de transport. 

Éducation :les plateformes d'apprentissage adaptatives et les logiciels éducatifs peuvent personnaliser les expériences d'apprentissage en adaptant le contenu aux besoins de chaque élève. Les outils avancés d'analyse de données peuvent surveiller les performances des élèves et les modèles d'apprentissage, permettant ainsi aux enseignants d'identifier les domaines à améliorer et les interventions personnalisées.  

Taille du marché de l'informatique de nouvelle génération 

La taille du marché mondial de l'informatique de nouvelle génération devrait dépasser 451 milliards de dollars d'ici 2030, avec une croissance de 19,1 % entre 2023 et 2030. 

Les principaux facteurs à l’origine de cette croissance impressionnante comprennent l’augmentation des activités de R&D parmi les entreprises technologiques, la demande croissante de traitement et de gestion d’énormes volumes de données et l’adoption croissante de nouvelles technologies comme la 5G, l’apprentissage automatique et la blockchain. 

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