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Sakana AI utilise la diffusion d'erreurs pour entraîner des réseaux à double flux conformes à Dale, atteignant 96,7% sur MNIST et 61,7% sur CIFAR-10 sans rétropropagation

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Sakana AI a publié une étude intitulée « Diffusing Blame », qui s'attaque à un problème central de l'apprentissage profond biologiquement plausible : la rétropropagation classique exige que le passage arrière utilise les matrices exactement transposées des poids du passage avant, un mécanisme que le cerveau ne peut vraisemblablement pas reproduire, connu sous le nom de problème du transport de poids. L'équipe s'appuie sur une règle d'apprentissage locale baptisée Error Diffusion, proposée dès 2000 par Kaneko, où chaque mise à jour de poids ne dépend que de trois signaux : l'activité présynaptique, la dérivée de l'activation postsynaptique et un simple signe d'erreur global. Pour respecter le principe de Dale, qui impose qu'un neurone soit soit excitateur soit inhibiteur, les chercheurs ont conçu une architecture à double flux dédoublant chaque couche en un canal excitateur et un canal inhibiteur, avec quatre matrices de poids non négatives par couche, soit environ 32 millions de paramètres contre 8 millions pour une architecture DFA classique. Grâce à trois innovations, un routage d'erreur modulo, des largeurs de sigmoïde ajustées par couche et une initialisation asymétrique des poids, cette méthode atteint 96,7% de précision sur MNIST et 61,7% sur CIFAR-10, contre seulement 50,4% et 11,6% sans ces ajustements. Il s'agit de la première fois qu'Error Diffusion entraîne avec succès des réseaux convolutifs, dépassant les 55,2% obtenus par Fujita en 2026 avec un simple perceptron multicouche aplati sur CIFAR-10.

Ces résultats comptent parce qu'ils ouvrent une piste concrète vers des algorithmes d'apprentissage compatibles avec les contraintes biologiques et matérielles, sans sacrifier totalement les performances. Un réseau qui respecte le principe de Dale et n'a jamais besoin de transporter des poids transposés est plus facile à implémenter sur du matériel neuromorphique, où les connexions physiques ne peuvent pas changer de signe à la volée. Pour l'industrie des puces spécialisées en intelligence artificielle et pour la recherche en neurosciences computationnelles, cela représente une preuve de concept que des règles locales et biologiquement crédibles peuvent être poussées au-delà de tâches jouets vers des architectures convolutives réalistes, même si l'écart de performance avec la rétropropagation reste important, puisque la méthode DFA non conforme à Dale atteint 97,6% et 69,1% sur les mêmes tâches.

Ce travail s'inscrit dans une longue quête de règles d'apprentissage alternatives à la rétropropagation, de la propagation de rétroaction directe à l'alignement de rétroaction aléatoire, motivée par le décalage entre la neuroscience et le deep learning moderne. L'inversion observée lors des tests d'ablation, où retirer certaines innovations change radicalement l'importance relative des autres composants, suggère que ces mécanismes interagissent de façon non triviale, ouvrant la voie à de futurs travaux visant à réduire encore l'écart avec les méthodes à base de gradient tout en conservant la plausibilité biologique.

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Sakana AI propose DiffusionBlocks : un cadre d'entraînement par blocs qui convertit les réseaux résiduels en modules de débruitage indépendants
1MarkTechPost 

Sakana AI propose DiffusionBlocks : un cadre d'entraînement par blocs qui convertit les réseaux résiduels en modules de débruitage indépendants

Des chercheurs de Sakana AI et de l'Université de Tokyo ont publié DiffusionBlocks, un cadre d'entraînement qui découpe les réseaux de neurones résiduels en blocs indépendants, chacun entraîné séparément comme un module de débruitage. La méthode, décrite dans un article disponible sur arXiv (2506.14202), divise un réseau de L couches en B blocs, ce qui réduit la consommation mémoire d'un facteur B. Concrètement, un réseau découpé en 8 blocs n'a besoin que d'un huitième de la mémoire habituellement requise. Chaque bloc reçoit une plage de niveaux de bruit propre, est conditionné via une normalisation adaptative (AdaLN), et apprend à reconstruire une cible propre à partir de sa version bruitée, sans jamais communiquer avec les autres blocs pendant l'entraînement. Cette avancée s'attaque directement à l'un des goulots d'étranglement les plus contraignants de l'entraînement des grands modèles : la mémoire GPU. Avec la rétropropagation classique de bout en bout, stocker toutes les activations intermédiaires représente un coût qui croît linéairement avec la profondeur du réseau. L'optimiseur Adam aggrave le problème en multipliant par quatre la taille des paramètres (gradients, momentum, variance). Les techniques existantes comme le gradient checkpointing ne réduisent que les activations, pas les états de l'optimiseur. DiffusionBlocks, lui, réduit l'ensemble de l'empreinte mémoire proportionnellement au nombre de blocs, tout en maintenant des performances comparables à l'entraînement classique sur des architectures variées. Pour les équipes qui cherchent à entraîner des modèles toujours plus profonds avec des ressources matérielles limitées, c'est une alternative sérieuse. L'intuition théorique au coeur de la méthode repose sur une connexion établie dans la littérature entre les réseaux résiduels et les équations différentielles ordinaires. Une pile de blocs résiduels peut être interprétée comme une discrétisation par la méthode d'Euler du processus inverse d'un modèle de diffusion, dans sa formulation à variance explosive (VE). Or, dans ces modèles, l'objectif de score matching peut être optimisé indépendamment à chaque niveau de bruit, ce qui justifie mathématiquement l'entraînement bloc par bloc. Les approches antérieures de ce type, comme l'algorithme Forward-Forward de Geoffrey Hinton ou l'entraînement glouton couche par couche, souffraient d'objectifs locaux ad hoc et restaient cantonnées à la classification. DiffusionBlocks comble ce vide théorique tout en s'appliquant aux architectures basées sur les transformeurs, qui dominent aujourd'hui la recherche en IA générative. Sakana AI, connue pour ses travaux à l'intersection de l'évolution artificielle et des réseaux de neurones, confirme avec cette publication son positionnement sur les fondations théoriques de l'apprentissage profond.

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Des chercheurs automatisent la conception de stratégies de raisonnement pour LLM et réduisent l'utilisation de tokens de 69,5 %
2VentureBeat AI 

Des chercheurs automatisent la conception de stratégies de raisonnement pour LLM et réduisent l'utilisation de tokens de 69,5 %

Des chercheurs affiliés à Meta, Google et plusieurs universités ont publié AutoTTS, un cadre algorithmique capable de concevoir automatiquement des stratégies d'optimisation pour les grands modèles de langage au moment de l'inférence. Jusqu'ici, les ingénieurs devaient manuellement définir les règles régissant le raisonnement des modèles, quand explorer de nouvelles pistes, quand approfondir une réflexion existante, quand élaguer une branche peu prometteuse. AutoTTS remplace ce travail artisanal par un agent explorateur, typiquement un LLM comme Claude, qui teste et affine des politiques d'allocation de calcul de façon itérative. Dans les expérimentations menées par les chercheurs, cette approche a permis de réduire la consommation de tokens de 69,5 % sans perte de précision. L'enjeu est considérable pour les entreprises qui déploient des modèles de raisonnement en production. Le "test-time scaling" (TTS) consiste à accorder aux modèles des cycles de calcul supplémentaires à l'inférence, générer plusieurs chemins de raisonnement, voter par majorité sur la réponse, ou s'arrêter dès qu'un seuil de confiance est atteint. Ces stratégies sont coûteuses, et les réduire de 69,5 % sans sacrifier la qualité représente une économie opérationnelle directe et substantielle. Pour les organisations déployant ces modèles à grande échelle, c'est la différence entre une technologie économiquement viable et un budget calcul incontrôlable. Le TTS s'est imposé ces dernières années comme l'une des voies principales pour améliorer les performances des LLM sans passer par un réentraînement coûteux. Les méthodes existantes, self-consistency, adaptive-consistency, parallel-probe, partagent toutes le même défaut : elles sont conçues à la main, limitées par l'intuition humaine dans un espace de configurations potentielles immense. AutoTTS redéfinit le rôle de l'ingénieur : plutôt que de coder les règles elles-mêmes, il définit l'environnement de découverte (l'espace d'états, les objectifs d'optimisation, les mécanismes de feedback), et laisse le LLM explorateur trouver la politique optimale. Pour rendre cette recherche économiquement supportable, le cadre s'appuie sur un environnement de simulation hors ligne, évitant d'appeler le modèle cible à chaque itération. La publication ouvre la voie à une nouvelle catégorie d'outils où l'IA conçoit ses propres stratégies d'inférence, potentiellement adaptées dynamiquement selon le type de tâche ou le budget disponible.

UEUne réduction de 69,5% des tokens à l'inférence bénéficierait aux entreprises et institutions européennes déployant des LLMs en production, réduisant significativement leurs coûts opérationnels cloud.

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Les États-Unis utilisent le premier supercalculateur exascale mondial pour modéliser des supernovae et des réacteurs à fusion
3Interesting Engineering 

Les États-Unis utilisent le premier supercalculateur exascale mondial pour modéliser des supernovae et des réacteurs à fusion

Des scientifiques américains du laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL), rattaché au Département de l'Énergie, ont utilisé Frontier, le superordinateur exascale le plus puissant du monde, pour modéliser la turbulence magnétohydrodynamique (MHD) dans les plasmas. Capable d'effectuer plus de deux quintillions de calculs par seconde, Frontier est classé troisième superordinateur le plus rapide au monde, derrière Aurora et El Capitan. L'équipe, dirigée par le doctorant Semih Kacmaz sous la supervision d'Eliu Huerta, scientifique computationnel à l'Argonne National Laboratory, a développé une approche en deux étapes combinant un opérateur neuronal informé par la physique et un modèle de diffusion génératif. Ensemble, ces deux systèmes d'IA produisent des prédictions de turbulences très détaillées en quelques secondes, avec une réduction des erreurs de plus de moitié par rapport aux méthodes conventionnelles. Ce résultat représente une avancée majeure dans un domaine que les physiciens considèrent comme l'un des plus récalcitrants de leur discipline. La turbulence MHD régit le comportement des gaz ionisés soumis à des champs magnétiques, des phénomènes omniprésents dans l'univers : éruptions solaires, explosions de supernovæ, magnétosphère terrestre. Les méthodes traditionnelles, comme l'approche Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS), reposent sur des équations simplifiées qui lissent les détails fins et ne capturent pas toute la physique en jeu. Le nouveau cadre IA, lui, reconstruit les petits tourbillons et fluctuations rapides qui définissent les écoulements turbulents, ouvrant la voie à des modèles de supernovæ bien plus précis et à la conception de réacteurs à fusion nucléaire plus efficaces. "C'est la première fois que l'IA parvient à modéliser fidèlement la turbulence magnétisée dans des conditions aussi extrêmes", a déclaré Huerta. La turbulence dans les plasmas constitue un obstacle de longue date pour deux domaines stratégiques : l'astrophysique, qui cherche à comprendre les explosions stellaires, et la fusion nucléaire, dont la viabilité industrielle dépend en partie de la maîtrise du comportement des plasmas à haute énergie. Des projets comme ITER ou les réacteurs privés de Commonwealth Fusion Systems se heurtent précisément à ces instabilités. En mobilisant l'allocation de temps de calcul sur Frontier pour générer des milliers de simulations haute-fidélité servant à entraîner leurs modèles, les chercheurs ont démontré que les supercalculateurs exascale peuvent débloquer des problèmes jugés hors de portée. L'équipe prévoit désormais d'étendre le modèle à des simulations plasma en 3D complètes et à des environnements astrophysiques plus complexes, ce qui pourrait accélérer à la fois la recherche fondamentale sur la dynamique des étoiles et le développement applicatif de la fusion comme source d'énergie décarbonée.

UELes avancées dans la modélisation de la turbulence des plasmas bénéficient directement au projet ITER, dont le réacteur expérimental est en construction à Cadarache (France) et qui se heurte précisément aux instabilités plasma décrites dans l'article.

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4Latent Space 

Entraîner des Transformers pour résoudre le taux d'échec de 95 % des essais cliniques contre le cancer : Ron Alfa et Daniel Bear, Noetik

La startup Noetik, cofondée par Ron Alfa et Daniel Bear, vient de signer un accord de 50 millions de dollars avec le géant pharmaceutique GSK pour sa technologie d'intelligence artificielle appliquée à l'oncologie. Au cœur de cet accord se trouve TARIO-2, un transformer autorégressif entraîné sur l'un des plus grands ensembles de données de transcriptomique spatiale tumorale au monde. Ce modèle est capable de prédire une carte génomique d'environ 19 000 gènes à partir d'une simple biopsie H&E colorée, l'examen histologique standard que reçoit déjà chaque patient atteint de cancer. L'accord avec GSK comprend également un contrat de licence à long terme aux termes non divulgués, ce qui représente un engagement envers la plateforme logicielle de Noetik plutôt que vers un médicament spécifique, un modèle rare dans le secteur biotech. Le problème que Noetik tente de résoudre est brutal : 95 % des traitements contre le cancer échouent lors des essais cliniques, engloutissant entre 20 et 30 milliards de dollars par an en dépenses mondiales de recherche. L'hypothèse centrale de Ron Alfa est que beaucoup de ces traitements fonctionnent réellement, mais qu'ils sont testés sur les mauvais patients. Le cancer n'est pas une seule maladie mais potentiellement des milliers de pathologies distinctes, chacune avec sa propre biologie tumorale. Si l'on pouvait identifier avec précision quels patients portent quelles tumeurs et lesquelles répondront à quels traitements, les taux de succès pourraient augmenter radicalement, avec des thérapies qui existent déjà, comme les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires Keytruda et Opdivo, les thérapies CAR-T ou les conjugués anticorps-médicament comme le Trastuzumab. La transcriptomique spatiale complète est la méthode la plus précise pour lire une tumeur, mais elle est quasiment inexistante en soins standards : TARIO-2 permet désormais d'en simuler les résultats à partir d'examens déjà réalisés. Noetik a passé près de deux ans à constituer une base de données massive, acquérant des milliers de tumeurs humaines réelles avec des ensembles de données multimodaux. Cette approche tranche avec la majorité des initiatives IA en biotechnologie, qui se concentrent sur la découverte de nouvelles molécules et finissent généralement par transformer les éditeurs d'outils en laboratoires pharmaceutiques. L'accord GSK, lui, est un contrat de licence logicielle pur, signalant un changement de posture de la part des grands groupes pharma, de plus en plus prêts à payer pour des plateformes d'analyse plutôt que pour des candidats médicaments. Dans un contexte où des acteurs comme Boltz ou Isomorphic Labs gagnent également en visibilité, l'appétit de l'industrie pour les outils IA en développement thérapeutique semble enfin atteindre un point de bascule.

UELe groupe pharmaceutique britannique GSK, acteur majeur en Europe, adopte une plateforme IA pour affiner la sélection des patients en oncologie, ce qui pourrait accélérer et améliorer les essais cliniques menés sur le continent.

💬 95 % d'échec en essais cliniques, pas parce que les traitements sont nuls, mais parce qu'on les teste sur les mauvais patients, c'est le genre de problème qu'on sait depuis longtemps et qu'on fait semblant de ne pas voir. Ce qui m'intéresse chez Noetik, c'est que le deal avec GSK est un contrat de licence logicielle, pas un rachat de molécule : les pharmas commencent vraiment à payer pour des outils d'analyse, c'est un vrai signal. Reste à voir si ça tient à l'échelle des essais multi-sites, mais sur le papier, c'est l'une des applications IA en bio les plus solides que j'ai vues depuis un moment.

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