Calcul quantique, IA et DeFi : se préparer à un changement de paradigme technologique
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Calcul quantique, IA et DeFi : se préparer à un changement de paradigme technologique
Quel que soit l'avenir de l'informatique quantique, elle s'annonce comme un parcours passionnant et disruptif.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Kava Labs
Dans notre article précédent sur l'évaluation des risques pilotée par l'IA, nous avons vu comment l'intelligence artificielle peut renforcer la cybersécurité via la détection d'anomalies et l'analyse prédictive. Mais que se passerait-il s'il existait une autre technologie innovante, indépendante, capable de provoquer un nouveau changement de paradigme dans la finance décentralisée (DeFi) ? Et si cette nouvelle technologie pouvait compromettre les fondations mêmes sur lesquelles repose la DeFi en craquant le chiffrement lui-même ?
Avec l'avancement du calcul quantique, de nombreux experts expriment des inquiétudes pour l'avenir. Ces craintes ont existé depuis les débuts des cryptomonnaies, voire même depuis l'invention du chiffrement. Toutefois, elles se sont intensifiées après l'annonce faite par Google au quatrième trimestre 2024 concernant son dernier puce quantique Willow.
C'est pourquoi, dans cet article, nous allons explorer les principes du calcul quantique, ses menaces potentielles pour la DeFi, ainsi que les raisons pour lesquelles le secteur devrait rester vigilant face à cet avenir.
Comparer l'informatique traditionnelle et l'informatique quantique
Pour comprendre les menaces posées par le calcul quantique, il est essentiel de saisir sa différence fondamentale avec les systèmes informatiques traditionnels auxquels nous sommes habitués aujourd'hui. Pour commencer, plongeons-nous dans l'unité minimale d'information numérique : le bit. Le bit est le bloc de base de toute technologie informatique moderne, historiquement représenté par un 0 ou un 1.
Cette unité fondamentale permet à l'informatique moderne de construire des systèmes structurés par-dessus. La puissance du système binaire offre une base solide sur laquelle on peut édifier des systèmes plus vastes et complexes.
Le calcul quantique remet en question l'essence même du système binaire en proposant une alternative à cette unité de calcul. Dans ce domaine, le qubit (bit quantique) ne se limite pas seulement à être 0 ou 1, mais peut aussi exister simultanément dans plusieurs états réels entre ces deux valeurs.
Superposition
La superposition est l'un des piliers du calcul quantique, bien qu'elle soit très abstraite et difficile à appréhender pour certains. En informatique classique, l'état d'un bit est toujours certain à 100 % : soit 1, soit 0. En revanche, en informatique quantique, un qubit peut représenter simultanément 1 et 0. Imaginez quelque chose qui serait à la fois « oui » et « non ». Cela semble absurde selon la logique traditionnelle et les modèles classiques.
Le moyen le plus simple d'expliquer ce phénomène repose sur la théorie du physicien du XXe siècle Erwin Schrödinger, notamment son expérience de pensée illustrant l'incertitude en mécanique quantique. Vous connaissez probablement l'expérience du chat de Schrödinger, où l'on imagine un chat enfermé dans une boîte scellée contenant un compteur Geiger et une substance radioactive qui libérerait du gaz toxique lors de sa désintégration. Théoriquement, tant que la boîte n'est pas ouverte, le chat est dans un état indéterminé — à la fois vivant et mort — car on ne peut pas savoir avec certitude quel état est le bon avant d'observer directement. De manière similaire, un qubit, tant qu'il n'est pas mesuré dans un calcul, est à la fois « vivant » et « mort ».
Intrication
Félicitations si vous continuez à lire : votre cerveau n'a pas encore implosé sous le poids du calcul quantique. Maintenant que nous savons ce qu'est un qubit et comment il est représenté, nous devons aller plus loin en examinant comment les particules à l'intérieur de chaque qubit peuvent être interconnectées. C'est ce qu'on appelle l'intrication, le deuxième pilier du calcul quantique.
Nous avons déjà vu comment le calcul quantique fonctionne sur des modèles similaires à l'expérience de pensée du chat de Schrödinger. Toutefois, avec l'intrication, ce parallèle atteint un niveau supérieur. Le calcul quantique ne consiste pas simplement à maintenir deux états simultanément, mais implique des situations multiples interagissant entre elles à travers différents emplacements et se modifiant mutuellement. Imaginez que vous naviguez dans un labyrinthe. En informatique classique, si votre premier chemin mène à une impasse, celui-ci est marqué comme zéro. Une deuxième tentative échoue également, et le processus continue séquentiellement jusqu'à trouver la bonne réponse. Dans la même situation, le calcul quantique cartographierait tous les chemins simultanément, chaque échec et chaque succès influençant les effets de toutes les autres possibilités.
Expérience de pensée ou réalité ?
Bien que la compréhension théorique du calcul quantique soit extrêmement difficile, elle est cruciale si nous voulons envisager une avancée radicale des capacités de calcul. Grâce à la superposition et à l'intrication des qubits, le calcul quantique peut traiter des problèmes d'une ampleur et d'une rapidité dépassant tout ce que nous pouvons concevoir aujourd'hui.
Dans notre article sur les limites de l'innovation technologique, nous avons montré les différentes tailles de données numériques modernes : du nombre de kilo-octets nécessaires pour stocker un document de cinq pages, au nombre de mégaoctets requis pour un fichier audio MP3 de trois minutes. Comprendre l'échelle des données numériques est essentiel pour saisir pourquoi une refonte fondamentale des blocs de construction, du bit au qubit, produit un effet exponentiel.
Avec ce cadre de référence, nous pouvons commencer à comprendre la puissance du calcul quantique. Google affirme que sa nouvelle puce quantique Willow pourrait résoudre en cinq minutes un problème que les ordinateurs traditionnels les plus rapides du marché mettraient mille milliards d'années (10²⁷ ans) à résoudre. Cinq minutes contre 10 000 000 000 000 000 000 000 000 ans : la comparaison parle d'elle-même.
La fin de la cryptographie moderne ?
Vous avez peut-être déjà compris que le calcul quantique pourrait devenir une menace systémique pour l'industrie de la DeFi. Une telle puissance de calcul représente précisément le type de technologie susceptible de remplacer la sécurité cryptographique qui soutient tout l'écosystème blockchain. Des attaques par force brute pourraient instantanément révéler les clés privées et voler les comptes des utilisateurs.
Dans nos articles précédents, nous avons mentionné que l'intégration interopérable entre l'IA et la blockchain pourrait entraîner un effet « pilule empoisonnée », permettant aux acteurs malveillants de tirer profit de la situation. En combinant cette idée avec le potentiel du calcul quantique, il devient facile d'imaginer un futur dans lequel l'ensemble du secteur DeFi s'effondrerait en quelques minutes.
Rester optimiste
Si vous êtes inquiet face à la menace que représente le calcul quantique pour la DeFi, plusieurs raisons justifient l'optimisme. Premièrement, si vous ne l'avez pas encore réalisé, le calcul quantique est extrêmement complexe, difficile et coûteux. Aujourd'hui, seul un très petit nombre d'ordinateurs quantiques existent, développés dans des environnements hautement surveillés et contrôlés par des entreprises comme IBM, Google, Amazon ou Alibaba. Ces sociétés n'ont aucun intérêt à affaiblir la sécurité cryptographique de la DeFi, car cela compromettrait également la protection des banques traditionnelles et des infrastructures de défense nationales, y compris les centrales nucléaires et les systèmes d'armes.
Deuxièmement, nous sous-estimons souvent l'importance relative de notre secteur. Actuellement, la valeur totale verrouillée (TVL) dans la DeFi s'élève à 125 milliards de dollars, ce qui reste un secteur très jeune et relativement petit. À titre de comparaison, la capitalisation du marché bancaire dépasse 909 647 milliards de dollars, et celle de l'industrie intégrée du pétrole et du gaz excède 1090 milliards. Bien que cela puisse sembler pessimiste, si le calcul quantique accélérait et devenait une menace, attaquer la DeFi serait l'une des cibles les moins attrayantes, car tout le reste du monde serait également exposé, voire plus vulnérable. Même si la DeFi était visée, les conséquences sociétales du calcul quantique toucheraient des domaines bien plus urgents, tels que les ruptures des chaînes d'approvisionnement mondiales, l'AGI (intelligence artificielle générale) ou le déploiement d'armes nucléaires. Protéger la DeFi et la sécurité des clés privées ne serait alors plus notre priorité absolue.
En outre, à mesure que de nouvelles technologies émergent et que de nouvelles menaces apparaissent, de nouvelles solutions suivent. La cryptographie post-quantique est aujourd'hui un sujet crucial dans ce domaine. Les développeurs sont pleinement conscients des dangers que représenterait une libération du calcul quantique sans protections suffisantes. Le National Institute of Standards and Technology (NIST) mène actuellement les efforts pour établir des normes mondiales en matière de cryptographie post-quantique.
Nous devons aussi reconnaître que l'avènement du calcul quantique constitue une force positive. La puissance de calcul offerte par les modèles quantiques permettra des découvertes sans précédent, allant des voyages spatiaux à l'intégration mondiale de l'Internet des objets et de l'intelligence artificielle. À travers notre série d'articles, nous avons vu comment l'IA accélère déjà l'innovation dans des domaines comme les véhicules intelligents, les percées médicales et la découverte de médicaments. Le calcul quantique amplifiera encore davantage ce rythme, allant bien au-delà des projections les plus optimistes des futurologues.
Enfin, reconnaissons que le calcul quantique en est encore à ses balbutiements. Même si la puce Willow est désormais disponible, les applications pratiques réelles des ordinateurs quantiques restent limitées. Pour fonctionner pleinement et s'intégrer au monde réel, les ordinateurs quantiques doivent indexer de manière exhaustive l'environnement numérique actuel. Transformer chaque secteur afin de le rendre résistant aux menaces quantiques, ou simplement le préparer à en bénéficier, sera une tâche ardue que la société devra relever. Quel que soit l'avenir du calcul quantique, il s'annonce passionnant et profondément disruptif. La manière dont la DeFi, l'intelligence artificielle et la cryptographie post-quantique répondront à ce défi constituera l'une des périodes les plus déterminantes du XXIe siècle.
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