Игра для смартфонов позволила улучшить квантовые технологии

Необычную игру для смартфонов разработали физики из Орхусского университета (Дания). В Quantum Moves игрокам предлагалось как можно быстрее перенести атом из одной точки пространства в другую с помощью квантового пинцета, и полученные результаты позволили усовершенствовать технологии, которые используются сегодня, пишет Nature.

Возьмите в руки оптический пинцет

Механика работы оптического пинцета в игре соответствует особенностям реальных систем. Атом имитирует жидкая субстанция. Чем её больше, тем выше вероятность, что атом есть в этой области пространства.

В начале уровня жидкость находится в углублении, расположенном в определенной точке карты. Игроку нужно создать ещё одно углубление и управлять им, чтобы как можно больше жидкости переместилось в нужную область.

Игра Quantum Moves доступна для смартфонов под управлением iOS и Android. Также выпущены версии для ПК – для Windows и OS X.

Играли во благо науки

Решение задачи управлениями атомами в оптических ловушках – один из шагов на пути к созданию квантового компьютера. Оптический пинцет в данном случае будет использоваться для контакта двух атомов при проведении квантовых вычислений.

Разработчики предложили 300 добровольцам сыграть в Quantum Moves – пройти уровень Bring Home Water

В общей сложности в игру сыграли более 12 тыс. раз.

Успех игрока определяется двумя факторами: как быстро жидкость была перенесена из одной ямы в другую и какое её количество не достигло цели. Физики преобразовали последовательность действий игрока в алгоритм манипуляций над реальными оптическими ловушками и загрузили в систему для последующей доработки. Это позволило им усовершенствовать традиционные методы квантовой физики.

Одна голова хорошо, а две лучше

Компьютер также предлагал алгоритмы перемещения. Однако игроки, перед которыми стояла цель перенести атомы как можно быстрее и надежнее, разработали свои методики – более эффективные.

Гибридные решения, включающие черты методик, предложенных компьютерами и человеком, оказались эффективнее чисто машинных способов

При этом игра не требует глубоких знаний квантовой физики – всё просто и интуитивно понятно.

Как это видят физики

Разработчики отмечают, что игровое поле можно представить как линию, на которой лазером создана точка с минимальным уровнем потенциальной энергии. Это потенциальная яма, и атому выгодно здесь находиться, так как в данной области его энергия минимальна.

Углубление, которое создает игрок – вторая потенциальная яма. Её положением игрок управляет с помощью лазера – оптического пинцета. В реальном мире глубина и расположение ямы определяется интенсивностью и положением луча лазера.

Жидкость в данном случае является волновой функцией атома, расположенного в потенциальной яме. От обычной жидкости она отличается тем, что может тунеллировать: перемещаться сквозь барьер между двумя ямами. Этим, к слову, можно пользоваться в игре.