Настольная игра с механикой на квантовых вычислениях.
Однажды двое сотрудников IBM Research (Maryam Ashoori и Justin Weisz) задумались над вопросом: «каков лучший способ обучить кого-то основам квантовых вычислений?». А так как они оба любители настольных игр, то возникла Entanglion. Настольная игра знакомящая игроков с несколькими фундаментальными понятиями в квантовых вычислениях, включая кубиты, суперпозицию, запутывание, измерение и ошибку. А также, с различными видами аппаратных и программных компонентов, используемых для создания реальных квантовых компьютеров. Игра является кооперативной (игроки взаимодействуют друг с другом для принятия решений). А обсуждения вопросов — «что произойдёт, если мы сыграет вот так…» способствует пониманию основополагающей игровой механики, что приводит к пониманию механики квантовых вычислений.
Игровую механику и правила авторы тестировали на своих коллегах из IBM Research. Потребовалось пять итераций изменения дизайна для признания игры «достаточно квантовой».
Доктор Чарльз Беннетт, сотрудник IBM и пионер в области квантовой информатики, играет в одну из первых версий Entanglion.
Также игра не должна была быть слишком лёгкой (такие игры тривиальны и скучны) и не должна была быть слишком сложной, чтобы не вызывать разочарование и недовольство. Поэтому, для калибровки баланса сложности, был написан симулятор с виртуальными игроками (AI), которые играли друг с другом. Баланс был признан адекватным, когда коэффициент выигрыша виртуальной команды стал 50-60%.
Цель игры состоит в том, чтобы восстановить квантовый компьютер, разработанный древней расой. Вы и ваш партнёр по игре перемещаетесь по трем галактикам квантовой вселенной в стремлении собрать восемь квантовых компьютерных компонентов и избежать обнаружения планетарными защитными механизмами.
Entanglion моделирует некоторые аспекты 2-кубитного квантового компьютера. В частности, два космических корабля представляют два кубита, а планеты отображают состояние этих кубитов: — классические состояния (0 и 1) — состояния квантовой суперпозиции (plus и minus) — состояния запутанности Белла (phi и psi) — состояния запутанности (omega0 … omega3) достижимые с помощью комбинации вентилей
Основная зона игрового поля.
Перемещаться с планеты на планету нужно при помощи квантовых двигателей. Управление которыми осуществляется через создание квантовой схемы, используя набор квантовых вентилей (перевод кубитов из одного состояния в другое). В игре есть вентили Адамара, CNOT, Паули X, многокубитный SWAP и измерения.
Оба корабля должны двигаться вместе. Это является результатом того факта, что для запутанных состояний состояние системы является более сложным, чем простая комбинация состояний отдельных кубитов.
Также, в игре присутствуют карты квантовых событий. Они добавляют веселья и элемент случайности в игру. Некоторые карты событий названы в честь людей, внесших значительный вклад в области квантовой физики и квантовой информатики, таких как Вернер Гейзенберг и Эрвин Шрёдингер. Одна карта событий — особенная, названная в честь исследователя IBM Чарльза Беннетта, одного из основателей квантовой теории информации и ключевого участника открытия эффекта квантовой телепортации. Другие карты событий названы в честь квантовых эффектов, таких как квантовое туннелирование, ошибка переворота битов или коллапс волновой функции.
Классическое измерение квантового состояния и шум квантовой системы моделируются через игровой элемент — планетарная защита.
Игра допускает создание пользовательских расширений. На данный момент, существует расширение — «Entanglion: Космические Пираты», усложняющее базовую версию. В нём, помимо прочих добавлений (пираты, ресурсы, квантовые компоненты ...), добавлены ещё два корабля (конкурирующая команда).
Небольшой пример игрового процесса
В данном примере оба корабля начинают из состояния 0. У синего на руках три карты: X, H и H. У красного на руках карты: CNOT, SWAP и X. Синий разыгрывает карту H, чтобы перейти к PLUS (создание суперпозиции кубитов). Красный играет CNOT, чтобы направить оба корабля в PHI PLUS (переход в состояние Белла — запутанность). И тянет из колоды новую карту Н как замену использованной. После прибытия на планету PHI PLUS, Красный должен бросить кубик, чтобы избежать орбитальной защиты. Поскольку уровень обнаружения равен 1 (самый простой уровень игры, задаётся вначале), Красному нужно выбросить 2 или выше. Красный бросает кубик и получает 3, достаточно, чтобы избежать обнаружения. Синий решает добыть «Квантовые Врата» (компонент квантового компьютера), присутствующие на PHI PLUS. Бросает кубик, получает 6, намного выше уровня обнаружения и успешно извлекает компонент. Красный решает, что следующим пунктом назначения является OMEGA TWO, и играет Н, чтобы провести туда оба корабля. Бросает кубик, и выбрасывает 1. Это равно уровню обнаружения, корабли обнаружены, поэтому они должны отступить! Поскольку, они были обнаружены, уровень обнаружения увеличивается на 1 и запускается квантовое событие. Красный тянет карту квантового события — Гейзенберг, которая может быть использована на следующем ходу.
