Une IA capable de débusquer l'inconnu : le pari du Cern et du français Mistral pour révolutionner la physique
Un récent communiqué du Cern, le laboratoire européen pour la physique des particules qui a été à l'origine de la découverte du boson de Brout-Englert-Higgs avec le LHC, mais qui poursuit bien d'autres types de recherches avec d'autres instruments pour percer notamment les secrets de l'antimatière et de l'antigravité, a fait savoir qu'il se dirigeait vers un partenariat avec Mistral AI, la célèbre entreprise française d'intelligence artificielle fondée en avril 2023 à Paris par Arthur Mensch, Guillaume Lample et Timothée Lacroix. Elle est spécialisée dans le développement de grands modèles de langage (LLM) ouverts.
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Le communiqué explique qu'en l'occurrence « ce projet a pour ambition de développer un seul et unique grand modèle de physique pré-entraîné - le premier modèle de fondation pour la physique auprès de collisionneurs. Il sera entraîné grâce à des milliards de simulations de collisions proton-proton au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du Cern, l'accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant du monde, et permettra d'effectuer de multiples opérations : reconstitution de collisions de particules, identification de particules, détection de signaux inattendus ou encore évaluation de futurs modèles de détecteurs ».
Un million de téraoctets de données issues des expériences au LHC
Comme Futura l'avait expliqué dans un précédent article, le grand public ne sait sans doute pas que les physiciens des particules utilisent les réseaux de neurones, et donc l'IA, depuis des décennies pour chasser des événements prédits par le modèle standard de la physique des particules, ou au contraire d'une nouvelle physique, dans les collisions de faisceaux de particules observées par des grands détecteurs.
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En effet, déjà dans les années 1960, les flots de particules créées dans ces collisions devenaient si importants qu'il était de plus en plus nécessaire d'utiliser des ordinateurs pour les étudier, ordinateurs dont il fallait trouver le moyen de les coupler à des détecteurs appropriés, ce qu'avait finalement réussi à faire le prix Nobel de physique Georges Charpak. L'utilisation de l'IA pour analyser les données de ces détecteurs n'était donc que la suite logique.
Il faut savoir que des collisions de particules à haute énergie produisent un très grand nombre de particules élémentaires déjà connues et il faut donc un énorme travail de filtrage et de traitement des données pour trouver l'équivalent d'aiguilles dans une botte de foin, en l'occurrence les caractéristiques de quelques événements noyés dans un bruit de fond et qui sont en relation avec de nouvelles particules, qu'il s'agisse de matière noire, de minitrous noirs ou de monopôles magnétiques.
Un documentaire sur la découverte des bosons W, au Cern, au début des années 1980. Ces bosons sont massifs en raison de l'existence supposée du mécanisme de Brout-Englert-Higgs. Voici quelques-unes des clés pour comprendre comment s'est déroulée leur découverte, notamment déjà en utilisant des ordinateurs. © Cern
Le Cern, un laboratoire pour de nouveaux développements de l'IA
Avec le LHC sous sa nouvelle forme, celle du LHC à haute luminosité, le flot de données à analyser deviendra encore plus grand. On comprend donc que l'expertise de Mistral AI sera d'une grande aide pour de nouvelles découvertes potentielles.
Le communiqué du Cern contient les déclarations suivantes. La première vient d'Enrica Porcari, responsable générale du système d'information du Cern : « La physique des hautes énergies constitue un environnement unique où l'intelligence artificielle peut être développée et testée avec une rigueur extrême. Nous nous sommes associés à Mistral, l'un des leaders européens de l'intelligence artificielle, afin de développer les capacités de l'intelligence artificielle, lesquelles pourront bénéficier à l'ensemble de la communauté de la physique et être mises en commun. »
La seconde est de Johannes Brandstetter, vice-président en charge de l'IA appliquée à l'ingénierie chez Mistral : « Nous sommes fiers de nous associer au Cern afin d'étudier ce que les grands modèles d'intelligence artificielle peuvent apporter à la physique des particules, une discipline toujours plus complexe. Ensemble, nous avons la possibilité de repousser les frontières de la physique des hautes énergies, en développant des capacités d'intelligence artificielle susceptibles de conduire à de nouvelles découvertes scientifiques. »
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