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Édition du: 22/07/2025

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Mathématiques et IA

 

En 2025, lors des Olympiades des mathématiques (IMO), les IA ont franchi une nouvelle étape dans la course à la création de modèles d'IA capables de résoudre des problèmes mathématiques complexes par le raisonnement.

 

 

Sommaire de cette page

>>> IMO 2025

>>> Historique de l’IA et du raisonnement

Débutants

Nombres

 

Glossaire

Nombres

 

IMO 2025

haut

Contexte

*      Olympiade internationale de mathématiques (IMO) de 2025 – Sunshine Coast (Australie) – Plus de 600 lycéens de 100 pays.

*      Six problèmes complexes à résoudre en deux sessions de 4 h 30 chacune.

*      Seuls 9 % des candidats humains ont obtenu une médaille d’or.

IA

 

*      Pour la première fois, deux IA ont décroché la médaille d’or: Google Gemini Deep Think & Modèle expérimental OpenAI.

*      Chacune a résolu cinq problèmes sur six, sans accès à Internet ni outils externes.

*      Google DeepMind avait obtenu l’an dernier l’argent (28 points) avec AlphaProof.

*      Ce jalon marque l’égalisation IA–humain en mathématiques de haut niveau.

Approches et méthodologies

*      Google Gemini Deep Think

Raisonnement entièrement en langage naturel et renforcement par apprentissage pour structurer des démonstrations longues.

*      OpenAI Experimental Model

Puissance de calcul accrue pendant les sessions pour raisonnement parallèle et respect strict des contraintes de temps et de format humain.

*      Validation des preuves en langage naturel par d’anciens médaillés IMO. Aucune dépendance à des formalismes spécialisés ou API externes.

Une API (application programming interface ou interface de programmation d'application) est une interface logicielle qui permet de connecter un logiciel ou un service à un autre logiciel ou service afin d'échanger des données et des fonctionnalités.

Validation et réactions

*      Trois anciens médaillés ont confirmé l’exactitude rigoureuse des démonstrations. Publication des résultats autorisée par le président du conseil IMO après vérification formelle.

*      Débat éthique sur l’intégration des IA dans le milieu académique.  Possibilité d’une division "candidats assistés par IA" aux futures IMO.

Implications et perspectives

*      Course accélérée à l’intelligence générale (AGI). Valorisation en Bourse ?

*      IA comme assistants pédagogiques pour l’enseignement des mathématiques.

*      Applications potentielles en physique, biologie ou autres domaines de recherche.

*      Collaboration IA–mathématiciens attendue pour relever des défis scientifiques mondiaux.

L'intelligence générale artificielle (AGI) est un domaine de recherche théorique sur l'IA qui tente de créer des logiciels dotés d'une intelligence similaire à celle des humains et capables d'apprentissage autonome (autodidacte).

 

 

Historique de l’IA et du raisonnement

haut

Contexte

*      Les débuts de l’IA symbolique

Dans les années 1960–1980, les systèmes experts (comme MYCIN pour le diagnostic médical) ont mis en place des règles logiques codées à la main pour simuler le raisonnement. Cette approche s’appuyait sur des arbres de décision et des bases de connaissances statiques, mais peinait à évoluer face à la complexité croissante des tâches.

*      Les jeux stratégiques, terrains d’expérimentation

La victoire de Deep Blue face à Garry Kasparov en 1997 a marqué la première démonstration d’une IA battant un champion du monde d’échecs. En 2016, AlphaGo de DeepMind a surpris la communauté en dominant Lee Sedol au jeu de Go, réputé plus complexe et intuitif qu’un simple calcul arithmétique. AlphaZero a ensuite généralisé l’approche par auto-apprentissage, maîtrisant échecs, Go et shogi sans données humaines.

*      Passage au raisonnement en langage naturel

Les modèles de grande taille (LLM) ont changé la donne en combinant compréhension textuelle et chaîne de pensée explicite. Plutôt que de formaliser chaque axiome, ils apprennent des structures de raisonnement à partir de vastes corpus, ouvrant la voie à des applications conceptuelles en dehors des jeux.

LLM: Large Language Models

État actuel : IA et mathématiques de haut niveau

*      Exploit historique à l’IMO 2025

Pour la première fois, deux IA ont décroché la médaille d’or. Google a aligné “Gemini Deep Think” et OpenAI un modèle expérimental, chacun résolvant cinq des six problèmes et totalisant 35/42 points, seuil d’une médaille d’or.

*      Approches méthodologiques

Google Gemini Deep Think a opéré entièrement en langage naturel, structurant ses preuves grâce à un apprentissage profond et en respectant la limite de deux sessions de 4h 30 sans apport externe.

*      Validation et retours de la communauté

Trois anciens médaillés de l’IMO ont corrigé indépendamment chaque preuve fournie par les IA, validant à l’unanimité les démonstrations. Ce processus a confirmé la robustesse conceptuelle et la fiabilité des solutions, dissipant les doutes sur d’éventuelles supercheries internes.

Perspectives et enjeux

*      Applications scientifiques et pédagogiques

Junehyuk Jung (Brown/DeepMind) estime qu’une IA de niveau IMO pourrait, d’ici un an, aider à résoudre des problèmes de recherche non élucidés en mathématiques, physique ou biologie, en co-construisant des preuves et en explorant des pistes heuristiques inédites.

*      Vers l’intelligence générale et la collaboration

Le succès des LLM en mathématiques renforce l’idée que des systèmes polyvalents peuvent rivaliser avec des modèles hyper-spécialisés. On envisage désormais des épreuves réservées aux IA lors des futures IMO, et aussi  des ateliers communs mathématiciens–IA pour catalyser l’innovation scientifique.

*      Défis éthiques et accessibilité

Qui bénéficiera de ces modèles avancés ? Pour l’instant, seule la recherche interne y a accès, et OpenAI ne publiera pas son IA IMO de sitôt. Faut-il redéfinir l’évaluation en mathématiques lorsque l’IA rejoint le podium ? Des règles nouvelles, encadrant usage et transparence, seront cruciales pour préserver l’intégrité académique.

 

Conclusion

*      Cette évolution, de Deep Blue à Gemini Deep Think et au modèle OpenAI médaillé d’or, illustre la trajectoire accélérée de l’IA vers un raisonnement de plus en plus abstrait et créatif, annonçant une ère de collaboration inédite entre humains et machines.

 

 

IA et mathématiques

 

Légendes possibles

Quand tu réalises que ton assistant IA a résolu le problème avant que t’aies fini d’écrire l’énoncé.

 

— Ça te semble trivial ? — Non, c’est juste que je l’ai déjà démontré pour 3 dimensions.

 

A robot and a mathematician collaborating on solving a complex mathematical problem, with equations and diagrams on a whiteboard.

Image générée par Copilot

 

 

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