vignette|Jeu d'échecs électronique des années 1990 avec écran LCD.
Un programme d'échecs est un programme informatique conçu pour jouer au jeu d'échecs.
Historique Débuts et développement L'histoire des machines joueuses d'échecs n'attend pas le développement de l'électronique et de l'informatique : la première fut l'automate turc inventée en 1769 par Johan Wolfgang von Kempelen., qui joua notamment contre l'impératrice Catherine II et Napoléon Bonaparte. C'était en fait un homme de petite taille caché dans la machine.
Les premiers véritables programmes virent le jour dans les années 1950, avec le développement des ordinateurs. Ils passèrent en un demi-siècle de la connaissance des règles à un niveau au moins égal à celui des meilleurs joueurs humains.
Le premier programme d'échecs, Turochamp, fut écrit par Alan Turing en . Ne disposant pas d'un ordinateur assez puissant pour le faire tourner, il simule lui-même les calculs de la machine, mettant environ une demi-heure pour effectuer chaque coup. Une partie fut enregistrée, où le programme perdit contre Alick Glennie, un collègue de Turing.
Chronologie En 1770, Wolfgang von Kempelen construit l'automate joueur-d'échecs, le Turc mécanique, qui devient le plus grand canular de cette période. En 1868, présente l'automate Ajeeb — qui cachait également un joueur d'échecs. En 1876, Charles Geoffrey Gumpel contrôla cette fois-ci l'automate nommé Mephisto à distance grâce à des moyens électromécaniques. En 1912, Leonardo Torres y Quevedo construit une machine pouvant jouer les finales roi et tour contre roi. En 1948, le livre Cybernétique de Norbert Wiener décrit comment un programme d'échecs peut être développé en utilisant une profondeur minimale de recherche avec une fonction d'évaluation. En 1950, Claude Shannon publie un article décrivant les heuristiques et la programmation d'un programme d'échecs. En 1950, John von Neumann développe un programme d'échecs (sur un échiquier 6x6 sans fou) sur le MANIAC I. En 1951, Alan Turing développe sur le papier le premier programme capable de jouer une partie d'échecs complète. En 1952, développe un programme résolvant des problèmes d'échecs.
En 1956, création de l'algorithme de recherche alpha-bêta par John McCarthy. En 1958, NSS devient le premier programme d'échecs à utiliser l'élagage alpha-bêta. En 1958, après Turochamp, les premiers programmes capables de jouer une partie complète voient le jour, le premier par Alex Bernstein et l'autre par des programmeurs russes sur mainframe BESM. En 1962, le premier programme avec un jeu crédible, Kotok-McCarthy est publié au MIT. En 1966-1967, le premier match entre programmes d'échecs voit le jour. Le programme Kaïssa de l'Institut de physique théorique et expérimentale de Moscou triomphe de Kotok-McCarthy de l'université Stanford. Les coups étaient échangés par télégraphe et le match a duré 9 mois. En 1967, Max Hack 6 de Richard Greenblatt utilise des tables de transposition pour la première fois et devient le premier programme à gagner contre une personne en tournoi. En 1970,le premier Championnat nord-américain des ordinateurs d'échecs est organisé. En 1974, Kaïssa devient le premier champion du monde des ordinateurs. vignette|Sorti en 1977, Boris a été l’un des premiers ordinateurs d'échecs à être largement commercialisé. En 1977, le premier jeu d'échecs électronique, Chess Challenger, est commercialisé. Chess 4.6 devient le premier ordinateur d'échecs à remporter un tournoi d'échecs majeur. Ben MittmanFiche de Ben Mittman sur chessprogramming.org (consulté le 17 juin 2019). cofonde l'International Computer Chess Association (ICCA). Également cette année, Applied Concepts commercialise Boris, un ordinateur dédié aux échecs dans une boîte en bois avec des pièces d’échecs en plastique et une planche pliante. En 1978, Belle, un ordinateur spécialisé construit par Ken Thompson atteint le niveau de maître, En 1985, HiTech réalise une performance Elo de 2530, c'est le premier programme à atteindre le classement de 2400 (niveau d'un maître international) ; en 1988 il remporte le championnat de l'État de Pennsylvanie après avoir battu le maître international Ed Formanek (2485). Il bat également le grand maître international Arnold Denker en match (3,5-2,5)Arnold Denker était alors âgé de 74 ans et crédité d'un classement Elo de 2300.. En 1988, le grand maître Bent Larsen (alors classé à ), est vaincu par Deep Thought dans un tournoi en Californie. En 1989, Deep Thought est facilement battu en match 2-0 par Garry Kasparov. En 1994, Fritz 3, tournant sur un ordinateur avec un monoprocesseur Pentium à , gagne une partie de blitz contre le champion du monde de l'époque, Garry Kasparov et ils terminent ex æquo. Kasparov prend sa revanche dans les départages : 4-1 Man vs machine, the endless fascination.. Cette même année, lors du premier tour du Grand Prix Intel à Londres, Chess Genius bat Garry Kasparov en partie semi-rapide (1,5-0,5) avec un Pentium 100 MHz. En 1996, le superordinateur Deep Blue perd contre Garry Kasparov. (1 victoire, 2 nulles et 3 défaites). En 1997, Deep Blue bat Garry Kasparov. (2 victoires, 3 nulles et 1 défaite). Cependant Kasparov ternit l'image de son adversaire en accusant l'équipe d'IBM d'avoir triché en faisant intervenir un humain dans les choix des coups de Deep Blue, surtout à la deuxième partie et à la sixième partie, qui se sont achevées par des victoires de Deep Blue. En 2003, Kasparov fait match nul contre Deep Junior et plus tard contre Fritz X3D, En 2005, Hydra gagne face à Michael Adams (+5 =1). En 2006, Deep Fritz gagne face à Vladimir Kramnik (+2 =4), plaçant notamment dans la deuxième partie un échec et mat élémentaire (mat en un coup), que Kramnik ne vit pas. En 2009, 4 remporte la Copa Mercosur 9½/10. En 2010, avant le championnat du monde d'échecs 2010, le joueur Veselin Topalov se prépare en utilisant le superordinateur Blue Gene, alors équipé de 8 792 processeurs. En 2017, le système d'intelligence artificielle AlphaGo Zero de DeepMind, une filiale de Google, bat Stockfish, l'un des meilleurs programmes d'échecs existants sur 100 parties, avec un score de 28 victoires et 72 nulles. Cependant, les ordinateurs avaient pour contrainte de jouer chaque coup en moins de 1 minute et Stockfish n’avait pas accès à toutes ses fonctionnalités (tables de finales notamment)« L'IA de google deepmind devient en quelques heures une championne des echecs », Numerama.com, le 7 décembre 2017.. En 2019, le moteur d'échecs neuronal libre et open source Leela Chess Zero gagne un match contre Stockfish en 100 parties rapides (+16 -4 =80).
Les principaux algorithmes de sélection des coups Les moteurs d’échecs classiques Les moteurs d’échecs classiques, depuis Turochamp d’Alan Turing jusqu’à Stockfish, reposent sur un même principe : explorer les coups possibles, évaluer les positions obtenues et choisir la variante jugée la meilleure.
Leur fonctionnement s’appuie sur trois piliers principaux :
Une fonction d’évaluation conçue par l’homme Les positions sont notées par la fonction d'évaluation selon de nombreux critères définis manuellement : matériel, sécurité du roi, mobilité, structure de pions, activité des pièces, contrôle de l’espace, etc. Les moteurs classiques expriment généralement cette évaluation en unités de pions. Deep Blue, par exemple, utilisait environ 8 000 paramètres ajustés par des programmeurs et des maîtres d’échecs.
Des algorithmes de recherche Les moteurs utilisent surtout l’algorithme minimax, qui suppose un adversaire jouant toujours les meilleurs coups. Pour limiter l’explosion du nombre de variantes, ils emploient l'élagage alpha-bêta, ainsi que d’autres techniques comme l’approfondissement itératif, la recherche de quiescence, les bibliothèques d’ouvertures et les tables de finales.
Une très grande puissance de calcul Les moteurs classiques analysent un nombre colossal de positions grâce à la force brute. Stockfish peut ainsi examiner environ 70 millions de positions par seconde.
Cette approche contraste avec celle d’AlphaZero : celui-ci analyse beaucoup moins de positions (environ 80 000 par seconde), mais les sélectionne de manière bien plus pertinente grâce à ses réseaux neuronaux et à sa recherche Monte Carlo.
AlphaZero DeepMind a présenté en 2018 AlphaZero, un moteur d’échecs capable d’apprendre seul en quelques heures grâce à l’auto-apprentissage, sans parties humaines, ouvertures ni connaissances stratégiques préprogrammées.
Contrairement aux moteurs classiques comme Stockfish, AlphaZero ne repose pas principalement sur la force brute ni sur des heuristiques humaines. Il utilise l’apprentissage par renforcement : en jouant des millions de parties contre lui-même, il renforce progressivement les coups qui conduisent à la victoire.
Son fonctionnement repose sur deux éléments principaux : un réseau de neurones profond, qui estime les meilleurs coups possibles et les probabilités de victoire et une recherche arborescente Monte Carlo (MCTS), qui explore sélectivement les variantes les plus prometteuses.
Au lieu d’évaluer les positions en unités de pions, AlphaZero raisonne en probabilités de gain. Cela lui permet de privilégier l’initiative, l’activité des pièces et les compensations positionnelles à long terme, même au prix de sacrifices matériels importants.
Son style a marqué le monde des échecs par sa créativité stratégique, ses plans de long terme et sa capacité à détecter des avantages positionnels subtils.
L’impact d’AlphaZero a été majeur : il a accéléré l’adoption des réseaux neuronaux dans les moteurs modernes, influençant notamment Leela Chess Zero et les versions récentes de Stockfish utilisant la technologie NNUE ( : réseau neuronal efficacement actualisable). Son influence s’est également étendue aux échecs humains, certaines idées stratégiques popularisées par AlphaZero ayant ensuite été reprises par des joueurs comme Magnus Carlsen.
Catégories Supercalculateurs vignette|upright|Un superordinateur IBM du même type que Deep Blue lors de son match de 1997 contre Gary Kasparov.
L'utilisation des supercalculateurs dans le cadre des échecs avait deux buts principaux : battre les meilleurs joueurs d'échecs humains, mais surtout créer une vitrine technologique pour les constructeurs de matériel informatique.
Quelques supercalculateurs dédiés au jeu d'échecs :
Belle Cray Blitz Deep Thought ChipTest HiTech Deep Blue Hydra
Les réseaux neuronaux (intelligence artificielle) dédiés au jeu d’échecs : AlphaZero Leela Chess Zero
Jeux électroniques
Au même titre que le micro-ordinateur pour les premiers ordinateurs, les jeux d'échecs électroniques sont une évolution naturelle des supercalculateurs dédiés au jeu d'échecs vers un format commercialisable. Ils bénéficient des avancées technologiques de miniaturisation des composantsLa grande majorité des jeux d'échecs électroniques utilisent des composants RISC, qu'on retrouve également dans les PowerPC et les machines spécialisées., mais également des avancées théoriques dans le domaine de l'algorithmiqueintégration de l'algorithme MinMax, utilisation des bibliothèques d'ouverture, etc.. Ils ne deviennent réellement performants qu'à partir du milieu des années 1980.
Quelques jeux d'échecs électroniques réputés : vignette|Ordinateur Mephisto Exclusive.
Chess Challenger 7 (Fidelity) Mephisto Leonardo, Galileo, Renaissance (Saitek) Centurion (Saitek) Citrine (Novag)
Logiciels de jeu d'échecs Depuis les années 1990, la puissance croissante des ordinateurs personnels a relégué l'utilisation des supercalculateurs et des jeux électroniques au second plan. Depuis, les recherches portent plus sur le développement de logiciels performants que sur les machines utilisées.