你也可以是科研的一份子,比如造一台量子计算机
造一台量子计算机?这好像是一件跟我们没有任何关系的事情。
物理学家理查德·费曼最早提出了量子计算的可能性。普通的数字计算机是在只有 0 和 1 的二进制系统上运行的,称为“比特”(bit)。而量子计算机则是在量子比特(qubit)上运算,可以计算 0 和 1 之间的数值。
它所遵循的量子物理学逻辑,以及所需要运用到的不确定原理、对应原理和波尔理论等各种理论,估计大多数人都不是很懂,即使懂一些的话,平常生活中也基本都是用不到的。不过即使这些全都不明白,我们还是可以参与到一台量子计算机的建造中去。
也没什么特别艰难的,需要的就是你去玩会儿游戏。
那款游戏叫做量子移动( Quantum Moves ),是丹麦奥胡斯大学的一个研究小组在 AU Ideas 编码中心开发的,开发它的目的就是为了建造一台 300 个原子构成的可扩展的量子计算机处理器。
而对于玩家来说,游戏的最终目的也是完成量子计算机中的逻辑运算结果这一挑战。在游戏里,玩家需要尽量用可控制的方式来移动院子和光镊子——这很困难,因为原子波函数不受位置限制,原子会变得兴奋。接近量子极限速度则是更大的挑战。
如果你真的做到了的话,你就真的可以帮助建成那台量子计算机了。对于建造一台量子计算机来说,由于量子比特的脆弱性,使得执行量子计算时必须快速高效,才可以在前者失去量子相干性之前尽可能最大化使用效果。
在处理这种问题时,计算机的方式是“暴力穷举”——那会非常耗费时间,效率极低,也导致了成功率很低。但人脑则不一样,玩家们可以用经验、直觉等方式,更直观地解决问题。
到目前为止,Quantum Moves 已经被全世界超过 70000 个玩家运行了超过 300 万次,这个月的 Nature 杂志上一篇名为《 Exploring the quantum speed limit with computer games 》的论文中,称这个游戏的确产生了作用,在原子运输问题上,人脑比电脑表现的更加出色。
说来,将科学难题众包给大众来解决的确是个聪明的办法。
这也不是头一次了。2011年,一款名为 Foldit 的蛋白质折叠游戏就帮助了科学家们**了一种与艾滋病有关的酶的结构,当时成果也刊登在了 Nature 杂志上,论文作者中有该游戏两个玩家群组的名字。去年还有一款名为 Eyewire 的游戏,是美国普林斯顿大学的神经科学实验室一项名为 Connectome 的人脑研究计划的一部分,玩家要做的就是在游戏中绘制三维神经元细胞网络图谱。
这种众包也不止有游戏一种形式,比如牛津大学教授 Tom Hart 在 2014 年 9 月发起的一个叫 Penguin Watch 的活动,就是让参与的志愿者们在照片上数企鹅和它们的蛋……照片由他们的团队在南极的企鹅栖息地拍摄,他们用这种方式来完成企鹅普查。
原文发布时间为:2016-03-22
本文作者:杨京楷
本文来源:好奇心日报,如需转载请联系原作者。