曼卡拉游戏的起源可以追溯到公元前6000年,最早出现在约旦,至今在全球范围内仍然受到欢迎。游戏使用石头,玩家在木制棋盘上的小坑之间移动这些石头,目标是将所有石头放入棋盘的最后一个坑中。
杜兰大学的研究人员在《AVS量子科学》上发表了一项新研究,探讨了一种改良的纸牌版本的曼卡拉(他们称之为ManQala),并将其应用于量子态工程,这是量子物理学的一个重要领域,旨在将量子系统置于特定状态。
量子态工程所面临的核心问题是,科学与工程学院的物理学副教授瑞安·格拉瑟(Ryan Glasser)指出:“我需要做些什么才能让我的量子系统处于我想要的状态?”研究人员需要了解如何将粒子定位或赋予特定能量,以便进行研究并利用量子计算机。
对于量子粒子而言,这比在曼卡拉棋盘上移动石头要复杂得多。“一般来说,量子事物非常微妙,难以控制,”格拉瑟表示。“这个系统可能会迅速崩溃,导致你失去任何量子优势。”
尽管量子物理学家已经提出了一些解决方案,但研究人员的模拟结果表明,即使在更简单的系统中,ManQala也表现得更为有效。“即使在这些简化的三石三坑系统中,我们也看到了优势,”格拉瑟说。
这项研究是量子游戏领域众多研究之一,它“有效地将数独、跳棋或井字游戏等常见游戏应用于量子物理规则,观察会发生什么有趣的现象,”格拉瑟提到。当处理量子粒子而非物理石头时,粒子在相邻的“坑”中时有机会相互干扰。这意味着有更多的策略可供选择,至少在曼卡拉游戏中,“如果你使用量子规则,你可以赢得比赛,而如果你使用经典规则,你就无法获胜,”格拉瑟补充道。
尽管这项研究的重点在于模拟,但格拉瑟对ManQala未来的应用持乐观态度。他表示:“目前这还处于理论阶段,但我认为在实验上是绝对可行的。”他希望将ManQala应用于IBM的量子云计算机,并曾与伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员托马斯·塞尔斯(Thomas Searles)和杜兰大学的物理学副教授布莱恩·柯比(Brian Kirby)合作进行相关研究。
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我是的签约作者“svs”!
希望本篇文章《一款古老的棋盘游戏是如何开启尖端物理发现的》能对你有所帮助!
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