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Tableros de juego de ejemplo para (a) Tchoukaillon (un tipo de transportador solitario) y su contraparte cuantitativa directa ManQala en (b). Aquí, mostramos ambos paneles con N = 3 piedras y M = 3 sitios de cuadrícula, y representamos la siembra con flechas (que se convierten en operadores unitarios en el sitio del transportador). Procedimientos de unidades secuenciales1 y tú2 En la figura se representa el análogo cuántico determinista de los dos primeros movimientos de un chokelon a través de permutaciones entre ubicación y población. El movimiento final de Tchoukaillon no tiene una realización hiperbólica uniforme en la versión cuántica del juego. Por lo tanto, Yu3 Conduce el caso en el que se maximiza la probabilidad de observar el tablero ganador. Tras la observación (medición proyectiva), se logra el estado objetivo, | 3,0,0⟩ con probabilidad 4/9, y otro caso que es una acción determinista lejos del caso objetivo, | 0,3,0⟩ se logra con una probabilidad de 2/9 (6/9 en total). Con una probabilidad de 3/9, el tablero vuelve a la configuración anterior a U3, que es | 1,2,0⟩ y se repite el último paso hasta lograrlo. crédito: Ciencia cuántica AVS (2023). doi: 10.1116/5.0148240
juego de transportador Probablemente se originó ya en el año 6000 a. C. en Jordania. Se juega en todo el mundo hasta el día de hoy. Consiste en piedras que los jugadores mueven entre una serie de pequeños agujeros en un tablero de madera. El objetivo del juego es meter todas las piedras en el último hoyo al final del tablero.
En un nuevo estudio publicado en Ciencia cuántica AVSInvestigadores de la Universidad de Tulane han aplicado una versión modificada del transportador en solitario, a la que llaman ManQala, a la geometría del estado cuántico, el campo de la física cuántica que se ocupa de poner los sistemas cuánticos en estados específicos.
El problema central que la ingeniería del estado cuántico está tratando de resolver, dijo Ryan Glaser, profesor asistente de física en la Facultad de Ciencias e Ingeniería, es «¿Qué debo hacer para que mi sistema cuántico alcance el estado que quiero?». Esencialmente, los investigadores necesitan descubrir cómo hacer que las partículas permanezcan en ciertos lugares o tengan ciertas energías para poder estudiarlas y usar computadoras cuánticas.
Esto es más difícil con partículas cuánticas que con, digamos, piedras en una placa transportadora. “Las cosas cuánticas, en general, son muy sensibles y difíciles de controlar”, dijo Glaser. “El sistema puede colapsar rápidamente y hacer que pierdas cualquier ventaja cuantitativa que tengas o te gustaría tener”.
Los físicos cuánticos ya tienen algunas formas de resolver estos problemas, pero las simulaciones realizadas por los investigadores de este estudio mostraron que ManQala es más eficiente, incluso en sistemas más simples. «Ya estamos viendo ventajas, incluso en estos sistemas simplificados de tres y tres orificios», dijo Glaser.
El estudio es uno de muchos en el campo de los juegos cuánticos, dijo Glaser, que «efectivamente toma juegos ordinarios como Sudoku, damas o tres en raya y les aplica las reglas de la física cuántica y ve cosas interesantes que podrían suceder». Cuando se trata de partículas cuánticas en lugar de piedras físicas, existe la posibilidad de que las partículas interfieran entre sí cuando se encuentran en «pozos» adyacentes. Esto significa que hay más movimientos disponibles, y para Mancala, al menos, «puedes ganar el juego si usas las reglas cuantitativas donde no podrías si usaras las reglas clásicas», dijo Glaser.
Aunque este estudio se centró en simulaciones, Glaser es optimista sobre las aplicaciones futuras del transportador. «Está en el ámbito de la teoría en este momento, pero creo que definitivamente es factible experimentalmente», dijo Glaser. Espera aplicar ManQala a una computadora en la nube IBM Quantum, que ha utilizado para investigaciones en el pasado, junto con sus colegas investigadores Thomas Searles de la Universidad de Illinois en Chicago y Brian Kirby, profesor asistente de física en Tulane.
más información:
Onur Danaci et al, ManQala: Estrategias inspiradas en juegos para ingeniería de estado cuántico, Ciencia cuántica AVS (2023). doi: 10.1116/5.0148240
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