(أ) مثال على لوحات اللعب لـ Tchoukaillon (نوع سوليتير من المنقلة) وتناظرها الكمي المباشر ManQala (ب). هنا ، نعرض لوحتين بهما N = 3 جواهر و M = 3 مواقع شبكية ، وتمثل البذر بالسهام (التي أصبحت عاملين وحدويين في موقع منقلة). استمرار الإجراءات الوحدوية في U1 وأنت2 تم تصوير التناظرية الكمومية الحتمية لأول تحولات تشوكيلون من خلال التباديل بين الموقع والسكان. الخطوة الأخيرة في لعبة Tchoukaillon هي أن النسخة الكمومية للعبة تفتقر إلى الإدراك الوحدوي القوي. لذلك ، فإن U3 يُمكّن الحالة التي يكون فيها احتمال مراقبة لوحة فائزة هو الحد الأقصى. للمراقبة (القياس الإسقاطي) ، يتم الوصول إلى الحالة المستهدفة ، | 3،0،0⟩ مع الاحتمال 4/9 ، ويتم الوصول إلى حالة أخرى تمثل تحركًا حتميًا بعيدًا عن الحالة المستهدفة ، | 0،3،0⟩ مع احتمال 2/9 (إجمالي 6/9). مع الاحتمال 3/9 ، تعود اللوحة U إلى التكوين المسبق3، وهو | 1،2،0⟩ ويتكرر حتى تنجح الخطوة الأخيرة. دَين: AVS Quantum Science (2023) DOI: 10.1116 / 5.0148240
لعبة مانجالا ربما نشأت في الأردن حوالي 6000 قبل الميلاد وما زالت تُلعب في جميع أنحاء العالم حتى يومنا هذا. يتكون من أحجار يتحرك بها اللاعبون بين ثقوب صغيرة على لوحة ألعاب خشبية. الهدف من اللعبة هو إدخال كل الأحجار في الفتحة الأخيرة في نهاية اللوحة.
نشرت دراسة جديدة في AVS Quantum Scienceيستخدم الباحثون في جامعة تولين نسخة معدلة من Solitaire من المنقلة ، تسمى Mancala ، لقسم فيزياء الكم.
قال ريان جلاسر ، أستاذ الفيزياء المشارك في كلية هندسة دولة الكم ، “ما الذي يجب علي فعله للحصول على نظام الكم الخاص بي في الحالة التي أريدها؟” هذه هي المشكلة المركزية التي تحاول هندسة الحالة الكمومية حلها. بشكل أساسي ، لكي يفهم الباحثون كيفية دراسة الجسيمات واستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، يجب أن تكون الجسيمات في أماكن معينة أو لديها طاقات معينة.
هذا أكثر صعوبة مع الجسيمات الكمومية ، على سبيل المثال ، الحجارة على رقعة الشطرنج. قال جلاسر: “الأشياء الكمومية ، بشكل عام ، دقيقة للغاية ويصعب السيطرة عليها”. “يمكن للنظام أن ينهار بسرعة ويفقدك أي ميزة كمية لديك أو تريدها.”
يمتلك علماء فيزياء الكم بالفعل بعض الطرق لحل هذه المشكلات ، لكن عمليات المحاكاة التي أجراها الباحثون في هذه الدراسة تظهر أن ManQala يمكن أن يكون مفيدًا جدًا حتى في الأنظمة البسيطة. قال جلاسر: “إننا نشهد بالفعل فوائد حتى في هذه الأنظمة المبسطة المكونة من ثلاثة أحجار وثلاثة تجاويف”.
وقال جلاسر إن الدراسة هي واحدة من العديد من الدراسات في مجال الألعاب الكمية التي “تأخذ بفعالية ألعابًا عادية مثل سودوكو أو لعبة الداما أو تيك تاك تو وتطبق قوانين فيزياء الكم وتعرف على الأشياء المثيرة للاهتمام التي يمكن أن تحدث”. عند التعامل مع الجسيمات الكمومية بدلاً من الأحجار المادية ، فمن المرجح أن تتداخل الجسيمات مع بعضها عندما تكون في “التجاويف” المجاورة. هذا يعني أن هناك المزيد من الحركات ، وبالنسبة لمنقلة ، “يمكنك الفوز باللعبة إذا كنت تستخدم قواعد كمية لا يمكنك استخدامها إذا كنت تستخدم القواعد الكلاسيكية” ، قال جلاسر.
على الرغم من أن هذه الدراسة ركزت على المحاكاة ، إلا أن جلاسر متفائل بشأن تطبيقات منقلة المستقبلية. قال جلاسر: “إنها في عالم النظرية في الوقت الحالي ، لكنني أعتقد أنها بالتأكيد قابلة للتنفيذ من الناحية التجريبية”. يأمل في العمل مع زملائه الباحثين توماس سيرلز من جامعة إلينوي في شيكاغو وبريان كيربي ، الأستاذ المساعد للفيزياء في تولين ، لاستخدام ManQala على كمبيوتر IBM Quantum Cloud الذي استخدمه للبحث في الماضي.
معلومات اكثر:
Onur Danaci et al ، ManQala: استراتيجيات مستوحاة من الألعاب لهندسة المستوى الكمي ، AVS Quantum Science (2023) دوى: 10.1116 / 5.0148240
اقتباس: كيف يمكن للعبة لوحية قديمة أن تفتح اكتشافات الفيزياء المتطورة (2023 ، 14 أغسطس) 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. لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي باستثناء أي تلاعب معقول لأغراض الدراسة أو البحث الشخصية. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.
“متعصب للموسيقى. مستكشف متواضع جدا. محلل. متعصب للسفر. مدرس تلفزيوني متطرف. لاعب.”