什么是量子计算机呢?量子计算机是新兴的计算机处理器,它承诺解决当今计算机困难的问题。他们使用微细粒子的数学,而不是计算机逻辑来指导他们的二进制系统计算。虽然程序员们正在制作一些基本上可以翻转硬币的量子游戏,但有一天,研究人员希望他们能够引入奇怪的新游戏内武器,提高程序生成的水平,创造更逼真的游戏。那你想知道量子计算机游戏是什么样子的吗?

量子计算机的游戏?到底是神马样子?-量子客
IBM Research – Ireland《量子电路编译复杂性》的作者,从左到右:Akihiro Kishimoto,Radu Marinescu,Adi Botea。

量子电脑正进入一个新的时代,他们可能最终能够做一些有用的事情,除了难以理解的物理实验之外。即使在早期,一些物理学家和程序员也希望能激发这些机器的兴奋感,就像程序员最初让人们对经典电脑感到兴奋一样。他们通过建立基本的游戏来获得满足感,第一台普通电脑的游戏是太空大战!瑞士的量子计算研究者JamesWootton告诉GIZMODO,”

这是为了演示计算机能做什么,我想我们需要量子太空大战像大多数在量子计算领域工作的人一样,他从物理学的角度开始研究量子力学,这个领域支配着亚原子粒子混乱、反直觉的行为。他的量子计算工作将这些行为作为一种新的方法,将问题抽象成最基本的部分,也许解决了常规计算机无法解决的问题。这些数字产生的速度比用户清理得都快,就像环境中的错误会压到一台量子计算机。普通计算机不能做什么?计算机科学家仍在琢磨这个问题。

计算机只是简化问题的系统,它是无休止的通信列表,它的物理系统等于或几乎等于零,假设它们的是基于逻辑规则运作的,但目前的研究表明,一些问题不容易简化为逻辑运算。例如,经典计算机难以对非常大的数进行分解。他们也难以模拟亚原子粒子的集体概率驱动行为,因它会占用太多的时间。量子计算机将用量子比特而不是比特来解决这些问题。量子位返回相同的0或1位,但在计算过程中取0到1之间的状态。因此,量子算法开始将每个量子位设置为0或1,又或者介于两者之间。算法运行是用机器测量并传递结果。在测量之前,允许一个或多个量子位组合,而另一些则不是基于量子力学效应,它们被称为“干涉”。

在测量时间,机器将吐出一个二进制字符串。因此,同一量子算法在五量子位量子计算机上重复多次的结果将是一个五位的字符串(如00110)。只有被量子算法允许的二进制数串才会出现,传道者说,量子计算机上运行的量子算法将能够在普通计算机的一小部分中产生大量的数字,或者精确而有效地模拟原子之间的相互作用,从而允许计算机绘制新的物理材料或分子。像谷歌和微软这样的科技公司希望量子计算机能提供更现实的人工智能,而其他公司希望他们能帮助找到复杂问题的最佳解决方案,比如如何最好地将飞机分配到机场大门,研究人员仍在研究哪些量子算法优于经典算法。

即使在假设量子优势出现之后,经典的计算机通常会很快赶上。在一个真正的随机行为可以被量子过程告知的世界里,我们可以创造环境和几十个敌人,即使在无限的游戏时间里,他们也能感觉到他们的行为是自然的。事实上,量子计算机现在不能做太多的事情。来自外部环境的能量导致量子比特失去它们的量子行为,将它们转变成规则比特。Dekdou是一个简单而令人沮丧的游戏,其中彩色数字出现在屏幕上,如果相同的彩色数字加起来10,它就会消失。这些数字似乎比你能清理的速度快得多,就像环境中的错误会压倒当今的量子计算机一样。与此同时,IBM推出了用户面临的量子体验,这使得即使是没有物理学位的人也能在小程序中编写自己的程序。

Wootton开始在IBM平台上编写游戏,他说:“简单的应用程序,就可以帮助人们理解量子编程的基础。”他把他的第一个真正的游戏称为“量子岩石剪刀”。它除了不是石头剪纸,它更像是一个硬币翻转猜谜游戏。玩家希望将量子位的值从0切换到1,但计算机想要保持不变。玩家和计算机都可以选择两种数学运算中的一种,它们可以使量子位介于0和1之间,以不同的方式帮助想象0和1作为球体的顶部和底部,计算过程中的量子位值作为球面上的点,通过改变量子位沿球面的位置来改变操作。

如果他们选择相同的操作,量子位将翻转它的值,但是如果它们选择不同的操作,量子位将保持相同的值。Wootton用16量子位的IBM计算机来叠加两个8位ASCII字符,导致了表情符号的叠加。其他人则坚持量子力学的规则或者是公民科学项目,意在通过抽象的方来解决一些量子计算问题。最近,许多人讨论了“量子霸权”的概念,想知道量子计算机何时能想出一个解决办法,但这是一台普通计算机是无法做到的。但是Wootton设计了一个游戏来衡量量子计算机,让我们期待量子电脑游戏的未来吧!