Education: toujours plus rapide pour les robots

L’intelligence artificielle fait partie de notre vie contemporaine. Une préoccupation essentielle pour les programmes sensés est la vitesse à laquelle ce type de machines intelligentes peut découvrir. Une expérience a répondu à cette enquête, montrant que la technologie quantique permet une accélération de la procédure d’apprentissage. Les physiciens ont obtenu ce résultat simplement en utilisant une puce de processeur quantique pour les photons solitaires étant un robot. Des robots résolvant des jeux vidéo, reconnaissant des voix humaines ou aidant à localiser des traitements optimaux: ce ne sont que quelques exemples étonnants de ce que le domaine de l’intelligence synthétique a produit il y a plusieurs années. La concurrence continue pour des machines bien meilleures a conduit à la question de savoir comment, parallèlement à ce qui indique, des améliorations peuvent être réalisées. En parallèle, d’énormes améliorations récentes dans les technologies quantiques ont vérifié l’efficacité de la physique quantique, non seulement pour ses concepts souvent particuliers et déroutants, mais aussi pour des programmes de style de vie réel. D’où le concept de fusion des deux champs: d’un côté, l’intellect synthétique utilisant ses dispositifs autonomes; cependant, la science quantique utilise ses algorithmes efficaces. Au cours des dernières années, de nombreux scientifiques ont commencé à étudier comment relier ces deux mondes et à étudier avec quelles méthodes la mécanique quantique peut s’avérer bénéfique pour la compréhension des robots, ou vice versa. Plusieurs résultats intéressants ont montré, par exemple, que les robots déterminent plus rapidement leur propre quart de travail ou la conception de nouveaux tests quantiques utilisant des méthodes d’apprentissage particulières. Pourtant, les robots n’étaient pas capables d’apprendre plus rapidement, une fonction vitale dans le développement de machines autonomes de plus en plus complexes. Dans le cadre d’une collaboration internationale dirigée par Philip Walther, un groupe de physiciens expérimentaux de l’Université de Vienne, ainsi que des théoriciens de votre Collège d’Innsbruck, de l’Académie autrichienne des sciences, de l’Université de Leiden, ainsi que du Centre aérospatial allemand, ont déjà été efficace pour prouver expérimentalement la toute première fois une augmentation de la vitesse dans le temps de compréhension réel du robot. Ils ont utilisé des photons solitaires, les principales particules d’éclairage, couplés à une puce de processeur quantique photonique intégrée, qui a été développée au Massachusetts Institute of Technologies. Cette puce de processeur était utilisée en tant que robot ainsi que pour la mise en œuvre des tâches de formation. Ici, le robot apprendrait à acheminer les photons uniques vers un chemin prédéfini. «L’expérience pourrait montrer que le temps de formation est un peu réduit par rapport au cas où aucune physique quantique n’est utilisée», déclare Valeria Saggio, première rédactrice du bulletin. En un mot, l’expérience peut être appréhendée en visualisant un robot debout dans un carrefour, chargé d’apprendre à toujours considérer le virage restant. Le robot comprend en obtenant une compensation lors de l’exécution du bon mouvement. Désormais, lorsque le robot est placé sur notre planète traditionnelle habituelle, il tentera éventuellement une transformation à droite ou à gauche, et ne sera également récompensé que si le tour restant est choisi. En revanche, une fois que le robot exploite la technologie quantique, les aspects bizarres de la science quantique entrent en jeu. Le robot peut désormais utiliser parmi ses fonctions les plus célèbres et les plus étranges, le principe de base de la superposition. Cela peut être intuitivement compris en imaginant le robot utilisant les deux transformations, gauche et droite, simultanément. « Cette caractéristique importante permet la mise en œuvre d’un algorithme de recherche quantique selon des critères qui réduit le nombre d’essais pour comprendre le cours correct. En conséquence, un agent qui peut étudier son atmosphère en superposition apprendra beaucoup plus rapidement que son équivalent classique », déclare Hans Briegel, SEO Inside qui a créé les idées théoriques sur les courtiers d’apprentissage quantique avec son groupe à l’Université d’Innsbruck. Cette démonstration expérimentale que l’apprentissage automatique peut être amélioré en utilisant l’informatique quantique démontre des avantages prometteurs en combinant ces deux technologies. «Nous sommes juste au début de connaître les possibilités de l’intelligence synthétique quantique», déclare Philip Walther, «et ainsi chaque nouveau résultat expérimental contribue à la création de ce champ, qui est actuellement considéré comme l’un des endroits les plus riches pour le traitement quantique.

Une étonnante conférence sur la santé, le cancer et l’obésité

Une conférence a été structurée pour visualiser le lien Web des problèmes de poids et du cancer. Une nouvelle étude chez la souris révèle que le régime alimentaire riche en graisses corporelles permet au matériel cellulaire cancéreux de surpasser les cellules immunitaires pour le carburant, altérant la fonction de défense et accélérant le développement de la tumeur. Les cellules cancéreuses le font en recâblant leur métabolisme pour améliorer l’utilisation de la graisse corporelle. Le blocage de ce recâblage améliore le système immunitaire anti-tumoral. Les résultats recommandent de nouvelles stratégies pour se concentrer sur le métabolisme des cancers et améliorer les immunothérapies. Les problèmes de poids ont été associés à un risque accru pour plus de douze types différents de cancers, en plus d’un diagnostic et d’une survie plus mauvais. Au fil des ans, les chercheurs ont identifié des procédures associées aux problèmes de poids qui favorisent la croissance tumorale, telles que les changements métaboliques et l’irritation chronique, mais une connaissance détaillée de l’interaction entre les problèmes de poids et le cancer a toujours été évasive. Maintenant, dans une étude sur les rongeurs, les chercheurs de la Harvard Medical School ont découvert une nouvelle partie de ce défi, avec des implications étonnantes pour l’immunothérapie anticancéreuse: l’obésité permet aux cellules cancéreuses de surpasser les cellules de défense anti-tumorales dans une bataille pour l’énergie. Confirmant dans Cell le 9 décembre, le groupe de recherche implique qu’un régime alimentaire riche en graisses diminue les chiffres et l’exercice antitumoral du matériau cellulaire CD8 T, un type critique de défense cellulaire, à l’intérieur des tumeurs. Cela se produit simplement parce que les cellules cancéreuses reprogramment leur métabolisme en réponse à une accessibilité accrue de la graisse corporelle pour améliorer l’ingestion de molécules de graisse riches en énergie, privant les cellules T de carburant et accélérant le développement de la tumeur. « Mettre exactement la même tumeur dans des contextes obèses et non obèses révèle que le matériel cellulaire cancéreux recâblera leur processus métabolique en réaction à un régime alimentaire gras », a déclaré Marcia Haigis, professeur de biologie cellulaire à la Blavatnik Institution à HMS et co-auteur principal de la recherche. « Cette découverte montre qu’un traitement qui pourrait éventuellement fonctionner dans un seul environnement pourrait ne pas être aussi efficace dans un autre, qui doit être beaucoup mieux compris en raison de la pandémie de problèmes de poids dans notre culture. » Ils ont découvert que le blocage de cette reprogrammation métabolique associée à la graisse corporelle réduisait considérablement le volume de la tumeur chez les rongeurs suivant un régime riche en graisses corporelles. Tout simplement parce que le matériel cellulaire CD8 T est la principale arme utilisée par les immunothérapies qui activent les mécanismes de défense contre le cancer, les résultats de l’analyse suggèrent de nouvelles techniques pour améliorer ces thérapies. «Les immunothérapies anticancéreuses ont un effet énorme sur la vie des patients, mais elles ne profitent pas à tout le monde», a déclaré Arlene Sharpe, co-auteur principal, professeur de pathologie comparée au HMS George Fabyan et directeur du département d’immunologie de l’Institut Blavatnik. « Nous savons actuellement qu’il existe un bras de fer métabolique entre les cellules T et le matériel cellulaire tumoral qui se modifie avec l’obésité », a déclaré Sharpe. « Notre recherche fournit une feuille de route pour explorer cette interaction, ce qui peut nous aider à commencer à envisager les immunothérapies et les combinaisons thérapeutiques contre les cancers dans de nouvelles méthodes. » Haigis, Sharpe et leurs collègues ont examiné les résultats des problèmes de poids sur les types de souris de divers types de cancer, y compris colorectal, sein, mélanome et poumon. Dirigée par Alison Ringel et Jefte Drijvers, co-auteurs de la recherche, l’équipe a fourni aux souris des régimes alimentaires normaux ou riches en graisses, ce dernier entraînant une amélioration du poids corporel ainsi que d’autres changements liés à des problèmes de poids. Ensuite, ils ont examiné divers types de cellules et substances à l’intérieur et autour des tumeurs, connues les unes avec les autres sous le nom de micro-environnement tumoral. Ils ont constaté que les tumeurs se développaient beaucoup plus rapidement chez les créatures suivant un régime riche en graisses par rapport à celles suivant un régime typique. Mais cela ne s’est produit que dans les types de cancer qui sont immunogènes, qui peuvent inclure un plus grand nombre de matériel cellulaire de défense; sont plus facilement reconnus par le système immunitaire; et sont plus susceptibles de provoquer une réponse de la défense. Des expériences ont révélé que les variations liées au régime alimentaire de la croissance tumorale dépendaient en particulier de l’activité du matériel cellulaire CD8 T, un matériel cellulaire immunitaire qui peut cibler et détruire les cellules cancéreuses. Le régime alimentaire n’affectait pas le taux de croissance tumorale si le matériel cellulaire CD8 T était éliminé expérimentalement chez la souris. Il est frappant de constater que les régimes alimentaires riches en graisses corporelles ont diminué l’existence du matériau cellulaire CD8 T dans le microenvironnement tumoral, mais pas ailleurs dans le corps. Ceux qui restaient dans la tumeur étaient beaucoup moins robustes – ils se séparaient plus lentement avec des marqueurs d’activité réduite. Cependant, lorsque ces cellules étaient éloignées et cultivées à l’intérieur d’un laboratoire, elles avaient un exercice normal, indiquant que quelque chose dans la tumeur avait endommagé la fonctionnalité de ces cellules. Ils ont également rencontré un paradoxe apparent. Chez les créatures en surpoids, le microenvironnement de la tumeur était dépourvu d’acides gras essentiels essentiels totalement libres, une ressource importante en combustible cellulaire, même si le reste du corps entier était enrichi en graisses, comme prévu dans l’obésité. Ces indices les ont forcés à créer un atlas complet à partir des profils d’utilisateurs métaboliques de divers types cellulaires dans les cancers en dessous des problèmes de régime typiques et riches en graisses corporelles. Les analyses ont révélé que le matériel cellulaire cancéreux s’est adapté en réaction aux changements de disponibilité des graisses. Dans le cadre d’un régime alimentaire riche en graisses, les cellules cancéreuses pourraient en fait reprogrammer leur métabolisme pour augmenter l’absorption et l’utilisation de la graisse corporelle, contrairement aux cellules T CD8. Cela a finalement épuisé le microenvironnement tumoral de certains acides gras, laissant les cellules T privées de cette énergie importante. «L’épuisement paradoxal des acides gras essentiels a été l’une des découvertes les plus surprenantes de cette recherche. Elle nous a vraiment époustouflés et elle a servi de tampon pour les analyses», a déclaré Ringel, stagiaire postdoctoral au laboratoire Haigis. « Que l’obésité et le métabolisme de tout le corps peuvent changer la façon dont les différentes cellules cancéreuses utilisent l’énergie était une découverte passionnante, et notre atlas métabolique nous permet maintenant de disséquer et de mieux comprendre ces processus. »