Philippe Codognet et Megumi Kaneko dessinent le portrait du Laboratoire franco-japonais pour l’informatique, renouvelé pour cinq ans

À l’occasion de la signature de ce renouvellement par les partenaires français et japonais, Philippe Codognet (co-directeur France) et Megumi Kaneko (co-directrice Japon) dessinent le portrait de cette unité internationale, présentent quelques points forts du laboratoire, et ses perspectives pour les années à venir.

Comment la recherche s’organise-t-elle dans un laboratoire international comme le JFLI ?

Philippe Codognet : Le JFLI est une petite structure, qui rassemble en moyenne six scientifiques français au Japon, et six scientifiques japonais dans les instituts partenaires. Le laboratoire accueille des scientifiques dans la capitale japonaise pour de courts séjours (1 à 3 mois), comme pour de plus longues résidences (1 à 2 ans). Les collaborations entre les scientifiques des deux pays s’établissent en fonction des thématiques de recherche en cours, et le JFLI fonctionne comme un hub qui accueille les projets. Le National Institute of Informatics et l’Université de Tokyo disposent de bureaux dédiés au JFLI, dans lesquels des équipes binationales travaillent de manière véritablement intégrée, ce qui favorise la bonne collaboration entre des chercheurs et chercheuses venues d’univers différents.

Megumi Kaneko : Pour la réussite des projets, il est nécessaire d’assurer une bonne communication entre les scientifiques, malgré d’évidentes différences culturelles. En tant que co-directrice du laboratoire, je m’efforce de faciliter les échanges. Un rôle que je tiens d’autant plus volontiers que j’ai moi-même grandi et effectué mes études d’ingénieure en France, avant de rejoindre le Japon après un doctorat à l’Université d’Aalborg au Danemark.

Les thématiques de recherche du JFLI ont-elles beaucoup évolué depuis sa création ?

PC : Les recherches du laboratoire international couvrent quatre grandes thématiques : informatique quantique, réseaux de communication, intelligence artificielle et informatique théorique. Mais toutes les thématiques ne sont pas simultanément au même niveau d’activité, et surtout, les thèmes de recherche ont beaucoup évolué au sein de chaque domaine.

Ainsi, au départ, les recherches en informatique quantique portaient sur la faisabilité théorique du calcul quantique, puis les recherches au JFLI ont accompagné la rapide évolution du domaine, avec par exemple l’essor de la métrologie et des communications quantiques. Dans le domaine des réseaux, là aussi, alors que l’on travaillait initialement sur de nouveaux protocoles internet, ou sur la métrologie de l’internet filaire, on est passé à l’étude de protocoles pour l’internet sans fil et l’internet des objets.

MK : Aujourd’hui, alors que la communication 5G est opérationnelle, la recherche est axée sur la 6G, qui pourra assurer la communication entre des véhicules interconnectés, des objets ou des robots, et sur l’utilisation de l’intelligence artificielle (IA) pour l’optimisation des réseaux. Avec l’internet des objets, en effet, on voit se profiler une augmentation exponentielle du trafic des données mobiles, créant une saturation des fréquences de communication sans fil. C’est là que l’IA peut faciliter une optimisation des ressources spectrales, dans des réseaux mobiles de plus en plus denses et complexes. Un autre enjeu majeur est de réduire la consommation énergétique des réseaux sans fil, qui elle aussi va exploser avec la densification des réseaux et l’augmentation massive de l’internet des objets. Autant de thématiques récentes qui aujourd’hui font partie des sujets de recherche du JFLI.

PC : Des recherches sur l’IA existent au laboratoire depuis le début, mais c’est véritablement depuis 2021 que l’IA est un axe à part entière de l’activité du JFLI. Un domaine très large ! Nous nous sommes focalisés sur deux thèmes principaux. L’IA créative, et en particulier l’utilisation de l’IA en musique, est développée au sein d’une collaboration avec l’IRCAM et l’Université de Tokyo. L’idée est d’utiliser de nouveaux modèles de deep learning (apprentissage automatique) et d’IA générative pour créer des sonorités nouvelles, ou faciliter la composition et la spatialisation de créations musicales. L’autre axe que nous avons choisi concerne l’analyse de publications scientifiques. L’objectif est de créer des outils basés sur des grands modèles de langage (LLM), capables de résumer et d’extraire des mots clés des articles, le tout sans introduire d’erreurs, car ce n’est évidemment pas tolérable dans le domaine scientifique. Cette étude s’inscrit dans une évolution plus générale qui voit les scientifiques de toutes les disciplines recourir de plus en plus à des outils d’IA pour leur recherche bibliographique, et même pour orienter leurs recherches.

Et qu’en est-il de l’informatique théorique au JFLI ?

PC : Il existe en France une école en informatique théorique de haut niveau, en lien avec l’école mathématique française. La recherche en informatique théorique s’est aussi développée au Japon, et c’est pourquoi nous poursuivons une collaboration dans ce domaine, principalement sur les méthodes formelles de validation de système informatique.

Peut-on donner des exemples des résultats de recherche issus du JFLI ?

MK : Je peux témoigner de mon expérience personnelle : c’est en rejoignant le NII au Japon que j’ai connu l’existence du JFLI, auquel j’ai souhaité tout de suite m’associer. Et c’est grâce au JFLI que j’ai rencontré un chercheur français du Laboratoire d’Informatique, de Modélisation et d’Optimisation des Systèmes (LIMOS - CNRS/Université Clermont Auvergne/École des Mines de Saint-Étienne), qui travaillait dans le même domaine que moi : la communication sans fil entre machines et l’internet des objets. Notre collaboration a débouché sur des publications dans des revues réputées de l’IEEE, notamment sur la technologie LoRa (Low Range) de communication sans fil économe en énergie entre machines¹. Ce travail s’est poursuivi avec Inria – c’est un atout du JFLI de faciliter l’élargissement des collaborations à d’autres partenaires – et s’est étendu à l’internet des objets par satellites.

PC : Je mentionnerais pour ma part un article théorique en informatique quantique², publié dans une revue prestigieuse (Science Advances), qui résulte d’une recherche impliquant une large équipe incluant deux personnes du JFLI (une chercheuse japonaise et un chercheur français). Ces deux scientifiques ne collaboraient pas ensemble auparavant, et travaillaient, l’un en informatique quantique, l’autre en théorie des graphes. La convergence entre ces deux domaines a permis une avancée intéressante, qui porte sur le concept de « cristaux temporels ». Un exemple qui montre aussi que le JFLI est un melting pot efficace, en faisant collaborer des personnes de cultures, mais aussi de domaines scientifiques différents. C’est essentiel en informatique quantique, qui fait appel à des disciplines différentes, de l’informatique théorique à la physique.

Le JFLI est renouvelé pour cinq ans : quelles évolutions voyez-vous pour le laboratoire ?

PC : Il n’y aura pas de changements majeurs sur les thématiques globales. Des inflexions viendront plutôt des personnes qui rejoindront le JFLI avec de nouveaux projets de recherche. En termes d’organisation, depuis cette année on essaye de faire venir des chercheurs et chercheuses de France pour des durées limitées – un à trois mois, afin d’initier et de dynamiser des collaborations avec des collègues japonais, qui éventuellement déboucheront sur un séjour de plus longue durée. Cette approche progressive peut faciliter le lancement de projets communs. Nous souhaiterions aussi développer les séjours de moyennes durées de scientifiques japonais en France, ce qui n’est pas dans leurs habitudes, à part quelques doctorants, et n’est pas non plus répandue en raison des spécificités du système de recherche public au Japon. Cette initiative pourrait introduire une nouvelle dynamique des deux côtés. 

MK : Une manière de favoriser les séjours de japonais en France serait de développer les projets bilatéraux franco-japonais – je mène moi-même un projet de ce type, SICORP Edge AI, financé par l’ANR et la JST (Japan Science and Technology Agency) – qui impliquent des échanges mutuels de scientifiques. Les doubles diplômes sont aussi une incitation à des échanges. Le NII, par exemple, a signé plusieurs accords de Ph.D. Dual Degree Program (DDP), notamment avec Sorbonne Université et l'Université Paris Saclay.

D’après votre expérience, quels sont les points clés pour le bon fonctionnement d’un laboratoire international comme le JFLI ?

PC : L’élément humain est évidemment essentiel : il faut susciter l’intérêt scientifique de chercheurs et chercheuses qui auront envie de collaborer. Cela veut dire aussi qu’il faut des locaux pour les accueillir, et des moyens pour financer leur séjour. Aujourd’hui, une difficulté est le petit nombre de projets bilatéraux franco-japonais, à part quelques rares projets cofinancés par l’ANR et son homologue au Japon, le JST (Japan Science and Technology Agency). On peut espérer que cela va progresser avec des projets européens, auxquels, depuis cette année, des scientifiques japonais peuvent participer.

MK : Dans une collaboration internationale, la communication entre partenaires est un point clé. Quand un chercheur ou une chercheuse française vient s’installer à Tokyo pour une longue durée, et qu’il ou elle travaille quotidiennement avec ses collègues japonais, ses difficultés peuvent être liées aux différences culturelles entre la France et le Japon, mais aussi aux modes de fonctionnement différents de la recherche. Grâce à ma double culture, je peux les aider à aplanir ces difficultés. Inversement, je peux aussi faciliter l’adaptation des chercheurs et chercheuses japonaises à un contexte français.

PC : Il faut aussi faire connaître l’intérêt de structures internationales comme le JFLI, qui reste trop ignoré des chercheurs et chercheuses françaises comme des chercheurs et chercheuses japonaises. Car je suis convaincu que la science du meilleur niveau ne peut se faire que dans un contexte international.
 
^{1 Joint Allocation Strategies of Power and Spreading Factors with Imperfect Orthogonality in LoRa Networks 
(IEEE Transactions on Communications)
2 Simulating complex quantum networks with time crystals 
(Science Advances)}