مثال على لوحات اللعبة لـ (أ) Tchoukaillon (نوع سوليتير من المنقلة) ونظيره الكمي المباشر ManQala في (ب). نعرض هنا اللوحتين مع N = 3 أحجار و M = 3 مواقع شبكية ، ونمثل الشتلات بالسهام (التي أصبحت مشغلين للوحدة في موقعين في منقلة). إجراءات الوحدة المتسلسلة U1 و أنت2 في الشكل يمثل التناظرية الكمومية الحتمية للحركتين الأولين من تشوكيلون عبر التباديل بين الموقع والسكان. المرحلة الأخيرة من لعبة Tchoukaillon ليس لديها إدراك قطعي وحدوي في النسخة الكمومية للعبة.3 يؤدي إلى الحالة التي يتم فيها تعظيم احتمال مراقبة اللوحة الفائزة. أثناء الملاحظة (القياس الإسقاطي) ، يتم الوصول إلى الحالة المستهدفة ، | 3،0،0 باحتمال 4/9 ، وحالة أخرى هي إجراء حتمي بعيدًا عن الحالة المستهدفة ، | 0 .3.0⟩ يتم الحصول عليها مع احتمال 2/9 (إجمالي 6/9). مع احتمال 3/9 ، تعود البطاقة إلى التكوين قبل U3، وهو | 1،2،0⟩ والخطوة الأخيرة تتكرر حتى تنجح. ائتمان: علوم الكم AVS (2023). دوى: 10.1116 / 5.0148240
لعبة المنقلة ربما نشأت في وقت مبكر منذ 6000 قبل الميلاد في الأردن ويتم لعبها في جميع أنحاء العالم حتى يومنا هذا. وهي تتكون من أحجار يتحرك بها اللاعبون بين سلسلة من الحفر الصغيرة على لوحة ألعاب خشبية. الهدف من اللعبة هو وضع كل الأحجار في الحفرة الأخيرة في نهاية اللوحة.
في دراسة جديدة نشرت في علوم الكم AVSيطبق الباحثون في جامعة تولين نسخة معدلة من mancala solitaire ، والتي يسمونها ManQala ، على هندسة الحالة الكمومية ، وهي مجال فيزياء الكم التي تتعامل مع وضع الأنظمة الكمومية في حالات محددة.
قال رايان جلاسر ، الأستاذ المساعد في الفيزياء في كلية العلوم والهندسة ، إن المشكلة المركزية التي تحاول هندسة الحالة الكمومية حلها هي “ما الذي يجب علي فعله لجعل نظامي الكمومي في الحالة التي أرغب فيها؟ يحتاج الباحثون بشكل أساسي إلى معرفة كيفية إيصال الجسيمات إلى أماكن معينة أو الحصول على طاقات معينة لدراستها واستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
إنه أكثر صعوبة مع الجسيمات الكمومية من الأحجار على لوح المنقلة على سبيل المثال. قال جلاسر: “الأشياء الكمومية ، بشكل عام ، حساسة للغاية ويصعب التحكم فيها”. “يمكن أن ينهار النظام بسرعة ويفقدك أي ميزة كمية لديك أو ترغب في الحصول عليها.”
يمتلك علماء فيزياء الكم بالفعل بعض الطرق لحل هذه المشكلات ، لكن عمليات المحاكاة التي أجراها الباحثون في هذه الدراسة أظهرت أن ManQala أكثر كفاءة حتى في الأنظمة الأبسط. قال جلاسر: “إننا نشهد بالفعل فوائد حتى في هذه الأنظمة المبسطة المكونة من ثلاثة أحجار وثلاث حفر”.
قال جلاسر إن هذه الدراسة هي واحدة من العديد من الدراسات في مجال الألعاب الكمومية ، والتي “تأخذ بفعالية ألعابًا عادية مثل سودوكو أو لعبة الداما أو تيك تاك تو وتطبق قواعد فيزياء الكم عليها وتعرف على الأشياء المثيرة للاهتمام التي يمكن أن تحدث”. . عند التعامل مع الجسيمات الكمومية بدلاً من الأحجار المادية ، فمن الممكن أن تتداخل الجسيمات مع بعضها البعض عندما تكون في “حفر” قريبة. وهذا يعني أن هناك المزيد من الحركات المتاحة ، وبالنسبة لمنقلة ، على الأقل ، “يمكنك الفوز باللعبة إذا استخدمت القواعد الكمية حيث لا يمكنك ذلك إذا استخدمت القواعد الكلاسيكية” ، قال جلاسر.
على الرغم من أن هذه الدراسة ركزت على المحاكاة ، إلا أن جلاسر متفائل بشأن التطبيقات المستقبلية لمنقلة. قال جلاسر: “إنه حاليًا في عالم النظرية ، لكنني أعتقد أنه ممكن بالتأكيد من الناحية التجريبية”. إنه يأمل في تطبيق ManQala على كمبيوتر IBM Quantum cloud ، والذي استخدمه للبحث في الماضي ، مع زملائه الباحثين توماس سيرلز من جامعة إلينوي في شيكاغو وبريان كيربي ، أستاذ الفيزياء المساعد في تولين.
مزيد من المعلومات:
Onur Danaci et al ، ManQala: استراتيجيات مستوحاة من الألعاب لهندسة الحالة الكمية ، علوم الكم AVS (2023). دوى: 10.1116 / 5.0148240
يقتبس: كيف يمكن للعبة لوحة قديمة أن تفتح أحدث الفيزياء (14 أغسطس 2023) تم الاسترجاع في 14 أغسطس 2023 من https://phys.org/news/2023-08-ancient-board-game-cutting-edge-physics. لغة البرمجة
هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. باستثناء الاستخدام العادل لأغراض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى للمعلومات فقط.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”