كيف يمكن للعبة لوحية قديمة أن تطلق العنان لاكتشافات الفيزياء المتطورة

لعبة مانجالا ربما نشأت في الأردن حوالي 6000 قبل الميلاد وما زالت تُلعب في جميع أنحاء العالم حتى يومنا هذا. يتكون من أحجار يتحرك بها اللاعبون بين ثقوب صغيرة على لوحة ألعاب خشبية. الهدف من اللعبة هو إدخال كل الأحجار في الفتحة الأخيرة في نهاية اللوحة.

نشرت دراسة جديدة في AVS Quantum Scienceيستخدم الباحثون في جامعة تولين نسخة معدلة من Solitaire من المنقلة ، تسمى Mancala ، لقسم فيزياء الكم.

قال ريان جلاسر ، أستاذ الفيزياء المشارك في كلية هندسة دولة الكم ، “ما الذي يجب علي فعله للحصول على نظام الكم الخاص بي في الحالة التي أريدها؟” هذه هي المشكلة المركزية التي تحاول هندسة الحالة الكمومية حلها. بشكل أساسي ، لكي يفهم الباحثون كيفية دراسة الجسيمات واستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، يجب أن تكون الجسيمات في أماكن معينة أو لديها طاقات معينة.

هذا أكثر صعوبة مع الجسيمات الكمومية ، على سبيل المثال ، الحجارة على رقعة الشطرنج. قال جلاسر: “الأشياء الكمومية ، بشكل عام ، دقيقة للغاية ويصعب السيطرة عليها”. “يمكن للنظام أن ينهار بسرعة ويفقدك أي ميزة كمية لديك أو تريدها.”

يمتلك علماء فيزياء الكم بالفعل بعض الطرق لحل هذه المشكلات ، لكن عمليات المحاكاة التي أجراها الباحثون في هذه الدراسة تظهر أن ManQala يمكن أن يكون مفيدًا جدًا حتى في الأنظمة البسيطة. قال جلاسر: “إننا نشهد بالفعل فوائد حتى في هذه الأنظمة المبسطة المكونة من ثلاثة أحجار وثلاثة تجاويف”.

وقال جلاسر إن الدراسة هي واحدة من العديد من الدراسات في مجال الألعاب الكمية التي “تأخذ بفعالية ألعابًا عادية مثل سودوكو أو لعبة الداما أو تيك تاك تو وتطبق قوانين فيزياء الكم وتعرف على الأشياء المثيرة للاهتمام التي يمكن أن تحدث”. عند التعامل مع الجسيمات الكمومية بدلاً من الأحجار المادية ، فمن المرجح أن تتداخل الجسيمات مع بعضها عندما تكون في “التجاويف” المجاورة. هذا يعني أن هناك المزيد من الحركات ، وبالنسبة لمنقلة ، “يمكنك الفوز باللعبة إذا كنت تستخدم قواعد كمية لا يمكنك استخدامها إذا كنت تستخدم القواعد الكلاسيكية” ، قال جلاسر.

على الرغم من أن هذه الدراسة ركزت على المحاكاة ، إلا أن جلاسر متفائل بشأن تطبيقات منقلة المستقبلية. قال جلاسر: “إنها في عالم النظرية في الوقت الحالي ، لكنني أعتقد أنها بالتأكيد قابلة للتنفيذ من الناحية التجريبية”. يأمل في العمل مع زملائه الباحثين توماس سيرلز من جامعة إلينوي في شيكاغو وبريان كيربي ، الأستاذ المساعد للفيزياء في تولين ، لاستخدام ManQala على كمبيوتر IBM Quantum Cloud الذي استخدمه للبحث في الماضي.