A kvantumszámítógépek játék története

Amikor elkezdtem ezt a cikket, már több mint egy év telt el azóta az első kvantum számítógépes játék. Ideje írni eddig a történelemüket, így ezt tettem.

2019 júniusáig folyamatosan frissítettem az összes új dolgot, ami a kvantummal és a játékkal történt. Az alábbiakban megtalálja a történelemüket.

2017. március

A korábbi 2017-es éveiben kezdődött, és egy embernek elképzelése volt: Készítsen egy játékot kvantumszámítógéphez.

A hardver nem jelent problémát: az IBM ezt biztosította az IBM Q Experience révén. A szoftver ott is volt: Nemrégiben kiadták a Q Q projektet, egy kvantum SDK-t, amely képes az IBM készülékein feladatok futtatására. Csak egy játékra volt szükség.

A választott játék a Rock-Paper-Scissors volt. A kvéták erősségeihez igazították, és elkészült az első kvantum játék. Cat-Box-Ollónak hívták.

Nem volt túl jó, igazat mondva. Csak egy egyszerű első kísérlet. Alig több, mint egy véletlenszerű szám-generátor egy történettel. A kvantum számítógépek valami jobbat érdemeltek.

Így csak egy kicsit később jött az első multiplayer játék, amelyet kvantumszámítógéppel készítettek. Az univerzum alapvető tulajdonságainak próbálására használt technikákkal ez a játék csatahajókat fog játszani.

2017. április

Ezek az első kvantum számítógépes játékok egyszerű példák voltak, a parancssorra korlátozódtak. Valós időben futtak a kvantumprocesszoron, ami azt jelentette, hogy várni kellett a munkasorban. Sajnos a szövegrészletekre várva kevés ember gondolkodik a szórakozásról.

Tehát mi lenne egy játék, amely már létező adatok alapján készült? A kvantumszámítógép előzetesen mindent előállíthat, amely lehetővé teszi a játék gyors és érzékeny futtatását, amellyel mindannyian elvárjuk a modern programokat.

Ebből az ötletből származik a Quantum Solitaire, amelyet kiállítottak a Fantasy Basel-ben (a svájci válasz a Comic Con-nak).

2017. május

Május két kvantumjátékot hozott. Az egyik a Quantum Solitaire filozófiájával készült, amely már létező adatokkal működik. A Wumpus vadászat, a korai börtönbejáró ihlette. Ez Hunt the Quantpus volt.

Ez a csatahajók új változatát is hozta. Ez egy újabb játék volt, valós időben futtatható. Ahelyett, hogy a Project Q-t használta volna a szoftver kezelésére, a korábbiakhoz hasonlóan a QISKit-et is használta: Az IBM újonnan kiadott natív SDK-ját hardverükhöz.

Ez volt az első valós idejű kvantum játék, amely több fordulót futtatott. Mint ilyen, ez volt az első, amely túlmutatott egy képzeletbeli véletlenszám-generátorral. Nemesebb céllal hozták létre: Annak elősegítése érdekében, hogy az emberek megtanulják a kvantum programozást.

A fokozott kifinomultságnak köszönhetően az összes korábbi játékot pusztán kísérletekre állították le. A harci hajók részleges NEM kapuval voltak az első kvantumszámítógépes játék.

Az is fontos, hogy 2017. május az a hónap, amikor az IBM bejelentette 16 kvbitos processzort. Mint minden felhő alapú kvantumfeldolgozó, ez egy napos játék volt a célja.

2017. június

Az eddigi minden játékot csak egy srác tervezte. Nekem!

2017 júniusában ez megváltozott. A Rigetti, a kvantumszámítás indítója kiadta saját kvantum SDK-ját. Ugyanakkor egy egyszerű játékot is készítettek, amelynek célja a kvantumszámítás kis bemutatása. Nézze meg a saját honlapjukon itt.

Szigorúan nem számít kvantum játéknak, mivel inkább szimulált kvantum számítógépet használ, mint valódi. De a Rigetti rendelkezik a hardverrel és a szoftverrel, hogy valódi eszközön megvalósítsa, tehát minden bizonnyal érdemes megemlíteni.

Hasonló egyszerű demonstrációt az IBM is készített 2017 márciusában (lásd itt). Bár ez vitathatatlanul nem számít játéknak, és soha nem állítja, hogy ilyen, említést érdemel.

Természetesen még fejleszttem a kvantumjátékokat. Június új belépést hozott a hosszú távú Quantum Battleships franchise-ba. A kvantum-programozás további oktatójaként a Battleships érkezett kiegészítő mérésekkel.

Júniusban megrendezésre került a BlueYard Quantum Leap esemény is: a kvantumszámítás iránt érdeklődő kutatók, induló vállalkozók, befektetők és újságírók találkozója. Sikerült becsapnem egy jegyet, mint a srác, aki kvantumjátékokat készít. Ott beszélgettem Will Zeng-rel a Rigetti-ről a Spacewar! -Ről, az egyik első játék normál számítógépek számára. Beszéltem Alan Ho-val a Google-ról néhány gondolatról, amelyek a „kvantum-fölényességre” vonatkoztak, és Jerry Chow-val az IBM-ről a 16 kvbitos eszközükről. Ezek a beszélgetések annak inspirálására irányultak, hogy augusztusban mi történt.

2017. július

Júliusban egy rész került hozzáadásra a QISKit kvantum SDK oktatóanyagához. Egy ideje megígérték, de ebben a hónapban végül megalapították egy kvantum-hamis érmeprobléma jegyzetfüzetével.

Ez általános értelemben nem igazán játék. Ez valami, amit tanulhat a játékelmélettel, de nem igazán valami, amit játszol. Ugyanez igaz a szakasz további korai kiegészítésére is: a Quantum Magic Squares (ezt azóta áthelyezték az oktatóanyag más helyére).

Ennek ellenére az oktatóanyagnak ezt a részét olyan játékok számára tervezték, amelyek szintén játszhatók. Ennek megfelelően hamarosan a csatahajók otthona lett, részleges NEM kapukkal.

2017. augusztus

2016 júliusában egy csomó, többnyire a Google munkatársai publikáltak egy papírt. Terv volt arra, hogyan lehet bebizonyítani, hogy mit hívnak „kvantum-szupermaciának”: Hogy a kvantumszámítógépek bizonyos feladatoknál jobbak lehetnek, mint a normál számítógépek.

Ennek valószínűsíthető valószínűleg nem lesz hasznos feladat. Valami meglehetősen absztrakt lesz, ami erősen elfogult a kvantum-versenyző javára. Körülbelül egy jó évtized is eltarthat, miután megjelennek az elsődleges „fölény” állításai, hogy valódi kvantumszámítógépek megjelenjenek.

Mindazonáltal minél érdekesebbé tehetjük a feladatot, annál érdekesebb lesz az eredmény. Minél relatívebbé tesszük a feladatot, annál érthetőbb lesz az eredmény. Tehát tegyük játékgé!

Ez volt az ötlet, amelyet 2017 elején kezdtem először. Az év első felében lassan fejlődött, majdnem elhagytam. De a júniusban a BlueYard rendezvényen zajló beszélgetések a gondolkodásomat összpontosították.

Augusztusban kiderült. Quantum Supremacy játék formájában: Quantum Awesomeness.

Mint az Spacewar! előtte ez egy játéktervezés volt, amellyel a hardvert korlátozásig lehetett felhasználni. Képes lenne kontextust biztosítani a fölényezés eredményéhez. Emellett benchmarking adatokat szolgáltatna olyan eszközök számára is, amelyek túl kicsi vagy zajosak a fölényesség szempontjából.

Ebben a játékban a kvantumprocesszor méretét és összekapcsolhatóságát rejtvényes formában mutatják be. A hiányosságok és a zaj egyre nehezebbé váltak. Ezzel a játékkal bármilyen háttérrel rendelkező játékosok megérthetik, hogy valójában milyen az aktuális eszközök.

Az első verzió egy adott eszközhöz vezetékes volt: az IBM 16 kvbit processzora. Szóval itt kapták meg az első eredményeket.

Augusztus nagy hónap volt a csatahajók számára is, részleges NEM kapuval. A QISKit játékokat létrehozó játékok oktatószekciójának részévé vált.

Készült egy olyan változat is, amely kissé lejátszhatóbb lett, és a játékosoknak adtak némi szöveget olvasni, amíg a sorban várakoztak. Ennek átjátszását rögzítették és elhelyezték a YouTube-on. Noha csak néhány embernek mutatják be (és így elbeszélés vagy háttérzene nélkül készültek), néhány ezer bátor lélek is megnézte.

Ennek a játszhatóbb verziónak az oka az Aarhusi rendezvény része volt. Ezt házigazda a ScienceAtHome, aki nagyszerű játékot folytat a kvantumszámítógépekről.

Ezután augusztus az kvantumszámítógépeken futó játékokkal kapcsolatos első konferenciabeszélgetéssel zárult. Ez a kölni Gamescom-ban történt, a világ egyik legnagyobb játékboltja.

2017. szeptember / október

A 2017. őszi hónapok csendes idő voltak a kvantumjátékok felé tett erőfeszítéseim során. Szeretném mondani, hogy azért volt, mert komoly tudományos dolgokkal foglalkoztam. De ez csak részben igaz. A hangulatjelek szuperpozícióját is előállítottam a Hello World kvantumverziójaként.

Mások számára azonban nem volt olyan csendes. Az Osnabrücki Egyetem emberek egy csoportja készített játékot egy Összehasonlító Gépi Tanulás osztályhoz. Ennek nemcsak a kvantumszámítás, hanem a neuromorf számítás is van!

2017. november / december

A Quantum Awesomeness-et úgy tervezték, hogy bármilyen eszköz lejátssza azt. Nem számít az építészet, a méret vagy a csatlakoztathatóság. Mindaddig, amíg volt egy csomó kvitet, játszhatott rajta a Quantum Awesomeness játékban.

Bár ez volt az elmélet, a gyakorlatban a szoftver csak az IBM 16 kvbitos eszközét támogatta. Ideje volt kibővíteni a hálózatot.

November végén kissé átalakították a GitHubot. Most már játszhat az újonnan frissített 16 kvbitos IBM készüléken. Az 5 kvbitos készüléken is játszhat. Mindegyik esetben az IBM QISKit SDK-ját használta.

Egy másik nagy változás a Q projekt támogatása volt, amelyet néhány hónapig elhanyagoltak a kvantumjátékok fejlesztése. Hamarosan hozzáadódott a Rigetti által az erdőhöz nyújtott támogatás is, amelyet 19 kbitteljes processzorról szóló bejelentésük inspirált. A Quantum Awesomeness volt az elsők között a sorban, amely ezen az új eszközön futott, az első adatok pedig közvetlenül karácsony előtt érkeztek be.

Az eddig összegyűjtött összes adatot (3 IBM eszközről és egy Rigetti eszközről) ezután a GitHub-on tárolták. Ez lehetővé tette a játékosok számára, hogy a Quantum Awesomeness játékokat mindezen kvantumprocesszorokból játsszák, közvetlen hozzáférés nélkül. Ha valaki azon töprengett, vajon a Rigetti 19 jegyzete jobb-e, mint az IBM 16 - ára, megtudhatják maguknak. Csak egy játékkal.

2018. január / február

A Quantum Awesomeness 2018-ban folytatódott. A projekt javult, és cikkek alapjául szolgált a kvantumszámítás jelenlegi helyzetének magyarázataként. Ez magában foglalja a különféle eszközökön futtatott játékok szöveges alapú „Let’s Plays” játékát.

Február végén végre lehetővé vált a játék böngészőben történő lejátszása. Nincs több repo klónozás vagy a Jupyter konfigurálása.

Ezekben a hónapokban egy idő alatt az első új játékot is bemutatták, bár ez technikailag inkább egy játékos bemutató. A rejtvények kitalálása révén a játékosok megismerhetik a kvantumszámítás első ízét.

Maga az oktatóprogram normál számítógépen fut. De azzal nem ér véget! A programnak további módjai vannak, amelyek lehetővé teszik a programok írását és valódi eszközön történő futtatását. Tehát csaknem kvantumszámítógépen futó játéknak számít, annak ellenére, hogy sem a „játék”, sem a „kvantumszámítógépen futó” állítások nem nagyon erősek.

2018. március

Márciusban a Microsoft és a Bristoli Egyetem egynapos Quantum Games Ideathon találkozót szervezett. A nyertes csapat gyorsan azonosította a kvantum játékok valószínűleg a legnagyobb kihívást jelentő aspektusát:

Meglehetősen egyszerűnek találtuk egy olyan koncepció felidézését, amely vagy: (a) szórakoztatónak és magával ragadónak tűnt; vagy (b) hűen reprezentálta az alapul szolgáló kvantummechanikát; de nem mindkettő.

Végül jöttek létre a Macskák: Quantum Supremacy, a Worms, mint a játék kvantum ihlette fegyverekkel.

Nem egyértelmű, hogy az esemény eseményeihez a Q #, a Microsoft SDK-ját használta-e kvantumprogramok készítéséhez. Valójában nem valós kvantum hardveren futott volna, mivel a Q # -hoz jelenleg nincs csatolva. Ennek ellenére az esemény megemlítést érdemel a kvantumjátékok történetében.

Március vége volt az IBM Teach Me QISKit díjának határideje. Ez arra hívta fel a jelentkezőket, hogy készítsen érdekes Jupyter notebook-okat, hogy megtanítsák másoknak a kvantumprogramozás alapjait. A nyertes, az Ising-modell szimulációja kiváló példája volt a kvantumszámítógépek tudományos célokra történő felhasználásának. De egy másik belépő egy egyszerű játék volt, amely a kvantumkorrelációk egzotikus tulajdonságain alapult.

2018. április

Április 6-7-én a Rigetti tartotta a világ első kvantumhackathonját. Vagy legalább az első, amely lehetővé teszi a programok valódi kvantum hardveren történő futtatását. Nagyon sokféle háttérrel rendelkező résztvevők voltak, mindenféle projektet végrehajtottak. Két csapat még játékokat is készített. Az egyiket én és a csapattársaim, Jonathan DuBois és M. Sohaib Alam készítették. Linknek a kvantumnak hívták.

A Sohaib alkotta rész a Meyer penny játék megvalósítását jelentette: egy csata Picard kapitány és Q között, ahol egy kvantumszámítógép teljesen megváltoztatja az eredményt. A játékot később beépítették a Rigetti quantum SDK dokumentációjába.

A hackathonból egy szórakoztató mobiljátékot kaptunk, amelyet egy csapat készített a Rigetti saját Will Zeng-ével.

2018. május

2017 nyarától kezdve egy játékot dolgoztam az IBM Research-szel együttműködve. Az az ötlet, hogy az emberek munkahelyeket teremtsenek, hogy valódi eszközökön futhassanak, és ezt egy mobil játék segítségével tegyék meg. Végül kirakós játékot készítettünk, hogy az emberek első feladatuk legyen a kvantum programozás: Hello Quantum. Az egyik verzió alkalmi játékosoknak szól, és mobil eszközökön jelenik meg.

Bár egyáltalán nem fut kvantumszámítógépeken, célja, hogy felállítsa a játékosokat saját programjaik létrehozására az IBM Q Experience szolgáltatásban. Mindent biztosít, amire szüksége van a rejtvények és megoldások valódi eszközön történő reprodukálásához.

Kiadtuk a játék parancssori változatának továbbfejlesztett változatát is, amelyet már január / februárban említettem.

2018. június

A Quantum Awesomeness régen olyan játék volt, amelyet az emberek játszhatnak. De azt még nem mutatták be tudományként. Ideje volt írni róla papírt.

Ezt annak tanulmányozására írták, hogy a játék által irányított kvantumprogramok miként segíthetnek megérteni és összehasonlítani a kvantumkészülékek prototípusait. Kevés utalást tett a játék természetére.

A papír egyik értékesítési pontja az, hogy az összes, a nyilvánosság számára elérhető kvantumfeldolgozót lefedte. Aztán, ahogyan én befejeztem a részleteket, Rigetti ment és kiadott egy új készüléket. Ezúttal 8 qubit egy.

Szerencsére elég gyorsan engedték, hogy elmenjek. Tehát a Quantum Awesomeness új eszközt adott hozzá a listájához.

2018. július

Mi a legjobb platform a játékhoz? PC vagy konzol? Playstation vagy Xbox? Mi lenne valami mással: az SDK egység tesztelési képességeivel?

A Microsoft ezt tette annak érdekében, hogy az emberek megtanulják a kvantumszámítógépek programozását a Q # nyelvükkel. Az első négy, Quantum Katas néven ismert kihívás e hónapban online lett.

Ez ismét egy példa valamire, amely valójában nem működik kvantumszámítógépen. De mivel az Ön által írt programok biztosan valódi kvantumszámítógépeken futhatnak (és mivel ebben a hónapban nincs más mondanivalónk), akkor megemlítésre érdemes.

2018. augusztus

Ebben a hónapban két játék történt a dzsemben. Az egyik rajtam volt a Ludum Dare lekvártól. Kvantum sétákat próbáltam készíteni egy újabb játékra, amelyet a Wumpus vadászat ihlette. Valójában nem sokat ért el, de itt megtalálja.

Jobb és szebb játék lett a Desiree Vogt-Lee (aki nagy mennyiségű forrást tart fenn a kvantum megismerésére). Az úgynevezett Quantum Cat-seprőgép, és az Aknakereső-alapú (mint gondolnád!). Szimulátoron vagy 5 kvbit IBM eszközön fut.

2018. szeptember

Ez a hónap elején munkát kaptam az IBM Research-nél. A Rigetti hackathon egyik csapattársa, Sohaib Alam ugyanakkor munkát kezdett a Rigetti-nél. Úgy tűnik, hogy a kvantum játéktervezés jobb kilátásokkal jár, mint a normál játéktervezésnél!

2018. október

A Hello Quantum parancssori verziója jó néhány véleményt kapott azoktól a személyektől, akik megtalálták. Ez annak meglehetősen kezdetleges és csúnya formája ellenére volt. Ideje lett, hogy jobbá, szebbé és érdemesvé tegyük a Qiskit oktatóanyag mappáját.

Az eredményt Hello Qiskitnek hívják, mert ez játssza az első kvantumprogramok készítésének folyamatát Qiskitben. Az egészet valódi kvantumszámítógépen futtathatod, de valószínűleg nem ez lenne a legjobb ötlet. Használja a szimulátort a végéig, ahol válthat valódi eszközre, hogy a kvantumváltozók egyedi jellegét biztosítsa.

2018. november

Ez a hónap újabb fejezetet hozott a Quantum Awesomeness nagy saga-ban: A tisztán Qiskitben végzett újbóli bevezetés, amelynek célja a Qiskit oktatóanyag játékmappájában való megjelenés. Ezenkívül még egy újabb üzenet itt a Medium-on a játékról, amelyben mindenkinek betegnek kell lennie!

2018. december

Lassú hónap a kvantum játékok történetében. Noha Evert van Nieuwenburg érdekes beszélgetésén vettem részt. Beszélt arról a munkáról, amely megerősítő tanuláson alapszik a kvantumszámítógép hibáinak kijavítására. Alapjában véve a kvantumhiba-javítást játékként kezeli, és megtanítja a számítógépet, hogyan kell játszani.

Ő készítette a Quantum TicTacToe-t is. Egy másik kvantum ihlette játék, nem pedig kvantum számítógépen futó játék. De egy, amelyet a jövőben át lehet adni.

2019. január / február

2019. február közepén volt az első játéklekválasztás kvantumszámítógépekkel.

Ez az Aalto és a Turku Egyetem, valamint az IBM Research együttműködése volt. A résztvevők (ideértve az Angry Birds tervezőjét is) kihívást jelentettek egy olyan játék kidolgozására, amely a kínált két kvantumforrás egyikét használja: egy szimulátort, amelyet a Turku csapata készített, vagy az IBM Qiskitből.

Sokat lehet mondani erről a dzsemről, de másutt már mondtam.

Januárban elfoglaltam az erőforrások előkészítését az emberek számára a játéklekvégzéshez. Vettem minden olyan kreatív projektet, amely a Qiskit oktatóanyagokban megjelent, és olyan eszközzé alakítottam, amelyet a zavarók könnyen újrafelhasználhatnak.

2019. február / március

Az első Qiskit tábor történt. A részletek követni fogják, de itt található egy link egyelőre.

2019. március

Vettem részt a Pyweekben. A részletek követni fogják, de itt található egy link egyelőre.

2019. április

Készítettem egy projektet, amelyben kvantumszámítógépekkel generálható játékterep. A részletek követni fogják, de itt található egy link egyelőre.

Részt vettem a Ludum Dare 44-en is. A részletek követni fogják, de itt található egy link egyelőre.

https://ldjam.com/events/ludum-dare/44/get-memory

2019. május

A madridi Qiskit tábor történt. A részletek követni fogják, de itt található egy link egyelőre.

2019. június

Ebben a hónapban tanulmány készült a kvantum játékok készítéséről.

Ezt Chris Cantwell, a Quantum Chess tervezője készítette. Hagyom, hogy Stephen Hawking és Antman meséljen neked erről a játékról.

A jövő

A kvantum számítógépekre irányuló játékok egy személy mellékprojektjeként indultak el. 2019 júniusára ez sok ember számára meglehetősen nagy projektré vált, és a vadon élő dzsem és hackatonok közös témája. Megkezdődött egy új korszak, és túlságosan sok minden történik egyetlen gördülő blogbejegyzésben. Remélem, hogy ezt a cikket inspirálja, hogy magad készítsen valamilyen történetet.

Függelék: A kvantum játék története

Az Universe Splitter 2009-ben debütált. Ez egy érmelapú alkalmazás, amelynek egyediségét az adja, hogy véletlenszerű számok kvantumforrását használja. Ez lehetővé teszi, hogy csatlakozzon a kvantumfizika körüli narratívához. Pontosabban bemutatja magát a világegyetem felosztásának egyik módjaként, amikor csak döntést akar hozni.

Ez nem játék, de játékos elemekkel rendelkezik. És nem kvantumszámítógépen fut, hanem valamilyen kvantum hardvert használ. Tehát határozott előfutára a kvantum számítógépeken futó játékoknak, és inspiráció arra, hogy megmutassa, mit lehet tenni egy csepp kvantummal is

2016-ban egész csomó projekt volt a kvantum és a játékok, vagy a gamification kombinációja. Ha hiányos a lista, olvassa el a 2017 elejétől kezdődő beszélgetések ezen szakaszát, valamint a Quantum Game with Photons játékot. Különösen volt a Quantum Sakk, valamint a saját állampolgárságú tudományos projekt: Decodoku.

Bár a 2016 sok kvantumjátékot hozott, csak három projekt valós eszközöket érintett. Az egyik az IBM Q Experience volt.

Ne ijedjen meg a sütőtök. Ez csak egy emlék a Halloween reskin-ből. A Q Experience valójában nem ijesztő módszer egyszerű programok létrehozására és valódi eszközökön történő futtatására. Grafikával és drag-and-drop szerelővel rendelkezik, amelyek talán megtalálhatók egy játékban.

Egy másik az Alice-kísérlet.

Mivel ez a ScienceAtHome projektje volt, határozottan tartalmazott játékos elemeket és a tudományt. De soha nem tekintették játéknak. És bár a hardver minden bizonnyal kapcsolatban volt a kvantumszámítással, ez nem kvantumszámítógép volt.

A harmadik a Big Bell Test volt.

Ez emberi szereplőket használt véletlenszerűségek generálására, amelyeket ezután egy valós kvantumkísérletekben használtak fel.

Pár évvel ezelőtt valami figyelemre méltó jelent meg a Bristoli Egyetemen is.

Ez ismét lehetővé tette a valódi eszközökhöz való hozzáférést a felhőn keresztül. És ismét egy viszonylag játékszerű felülettel rendelkezik. Az Alice-kísérlettel és a Q-tapasztalattal együtt ez volt a korai példa arra, hogy az élvonalbeli kvantumkészülékekhez általában hozzáférést lehessen biztosítani. Remélhetőleg még sok más előfutára.