«Père de l’informatique quantique» remporte un prix de physique de 3 millions de dollars | La physique

Un physicien théoricien qui n’a jamais eu d’emploi régulier a remporté le prix scientifique le plus lucratif pour ses contributions pionnières dans le domaine hallucinant de l’informatique quantique.

David Deutsch, qui est affilié à l’Université d’Oxford, partage le prix Breakthrough de 3 millions de dollars (environ 2,65 millions de livres sterling) en physique fondamentale avec trois autres chercheurs qui ont jeté les bases de la discipline plus large de l’information quantique.

Deutsch, 69 ans, est devenu connu comme le “père de l’informatique quantique” après avoir proposé une machine exotique – et jusqu’à présent inconstructible – pour tester l’existence d’univers parallèles. Son article de 1985 a ouvert la voie aux ordinateurs quantiques rudimentaires sur lesquels les scientifiques travaillent aujourd’hui.

“C’était une expérience de pensée qui impliquait un ordinateur, et cet ordinateur contenait des composants quantiques”, se souvient Deutsch. “Aujourd’hui, cela s’appellerait un ordinateur quantique universel, mais il m’a fallu encore six ans pour le considérer comme tel.”

Les prix Breakthrough, décrits par leurs fondateurs de la Silicon Valley comme les Oscars de la science, sont décernés chaque année aux scientifiques et mathématiciens jugés dignes par les comités des précédents lauréats. Cette année, il y a un prix de physique, trois prix de sciences de la vie et un autre prix de mathématiques. Chacun vaut 3 millions de dollars.

Un prix des sciences de la vie honore les chercheurs qui ont retracé la narcolepsie aux cellules cérébrales qui sont anéanties par des réponses immunitaires capricieuses. Cette découverte a ouvert la porte à de nouveaux traitements pour les troubles du sommeil.

Clifford Brangwynne
Clifford Brangwynne à Princeton partage un prix des sciences de la vie pour ses travaux sur les protéines. Photographie : Dee Sullivan

Un deuxième prix revient à Clifford Brangwynne à Princeton et Anthony Hyman à l’Institut Max Planck de biologie cellulaire moléculaire et de génétique à Dresde pour avoir découvert que les protéines – les bêtes de somme des cellules – forment des équipes qui ressemblent à des flashmobs, avec des implications pour les maladies neurodégénératives. Une équipe de DeepMind à Londres a remporté le troisième prix des sciences de la vie pour AlphaFold, un programme d’intelligence artificielle qui a prédit les structures de presque toutes les protéines connues de la science.

Le prix de mathématiques est décerné à Daniel Spielman de l’Université de Yale pour son travail qui aide les téléviseurs haute définition à gérer les signaux désordonnés, les sociétés de livraison à trouver les itinéraires les plus rapides et les scientifiques à éviter les biais dans les essais cliniques.

Deutsch est né en Israël, de parents qui ont survécu à l’Holocauste, et a grandi dans le nord de Londres, où sa famille tenait un restaurant. Pour son doctorat, il a travaillé sur la théorie quantique sous Dennis Sciama à Oxford, qui supervisait auparavant Stephen Hawking et Lord Rees, l’astronome royal. Tout en approfondissant les fondements de la théorie, Deutsch est devenu un fan de l’interprétation Many Worlds proposée en 1957 par le physicien américain Hugh Everett III. Croyez Everett – bien que beaucoup aient du mal à le faire – et les événements qui se déroulent dans notre univers engendrent des mondes parallèles invisibles où des réalités alternatives se jouent.

Deutsch, qui vit de livres, de conférences, de subventions et de prix, a fait progresser l’informatique quantique avec des descriptions de bits quantiques, ou qubits, et a écrit le premier algorithme quantique qui surpasserait son équivalent classique.

Il partage le prix avec Peter Shor du MIT, un expert en algorithmes quantiques, ainsi que Gilles Brassard de l’Université de Montréal et Charles Bennett d’IBM à New York, qui ont développé des formes incassables de cryptographie quantique et aidé à inventer la téléportation quantique – un moyen d’envoyer des informations d’un endroit à un autre.

Pierre Shor
Peter Shor, expert en algorithmes quantiques au MIT, partage le prix de physique

Il a fallu des années de travail minutieux à Emmanuel Mignot de l’Université de Stanford et à Masashi Yanagisawa de l’Université de Tsukuba pour découvrir la cause de la narcolepsie, un trouble du sommeil grave, pour lequel ils partagent un prix de biologie. Les études de Mignot sur des chiens narcoleptiques ont retracé la maladie à des récepteurs mutés dans le cerveau. Yanagisawa, quant à lui, a découvert l’orexine, un neurotransmetteur, qui fonctionnait à travers le récepteur. Au début, Yanagisawa pensait que l’orexine jouait un rôle dans l’appétit, mais les souris qui en manquaient semblaient manger normalement. Ce n’est qu’après avoir décidé de filmer les animaux la nuit (les souris sont nocturnes) que son équipe a remarqué qu’ils s’étaient soudainement endormis. “C’était vraiment un moment eureka”, a déclaré Yanagisawa.

D’autres travaux de Mignot ont révélé que les humains atteints de narcolepsie manquent d’orexine dans une partie du cerveau appelée hippocampe. On pense que les groupes de cellules qui produisent l’orexine sont tués par des réactions immunitaires capricieuses, raison pour laquelle la narcolepsie a augmenté lors de la pandémie de “grippe porcine” de 2009. Les travaux ont ouvert la voie à de nouveaux médicaments qui traitent la narcolepsie en imitant l’orexine.

Demis Hassabis
Demis Hassabis, de DeepMind, partage un prix des sciences de la vie pour ses travaux sur le repliement des protéines

Un troisième prix en sciences de la vie a été décerné à Demis Hassabis et John Jumper de la société Alphabet DeepMind. L’équipe a entrepris de résoudre un grand défi vieux de 50 ans en biologie, à savoir prédire comment les protéines se replient. Parce que la forme d’une protéine détermine sa fonction, cela a une immense importance pour comprendre les maladies et trouver des médicaments pour les traiter.

Plus tôt cette année, l’équipe de DeepMind a publié les structures de 200 millions de protéines, stimulant les travaux dans des domaines aussi divers que le paludisme et le recyclage des plastiques. Hassabis l’appelle à la fois “la chose la plus significative faite avec l’IA dans les sciences” et un point de départ : une preuve de principe que les énigmes censées durer plus longtemps que nos vies peuvent être résolues avec l’IA.

Avant la pandémie, les lauréats des prix Breakthrough, fondés par Sergey Brin, Mark Zuckerberg, Yuri Milner et d’autres, ont reçu leurs prix lors d’un événement fastueux et étoilé dans la Silicon Valley. Si la cérémonie a lieu cette année, il est peu probable que Deutsch, qui a donné une conférence TED via un robot, y assiste, du moins dans cet univers. “J’aime les conversations”, a-t-il déclaré. “Mais je n’aime pas aller n’importe où.”

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