All’interno dello strano, selvaggio e meraviglioso mondo dei videogiochi quantistici
Nel 1950, un uomo di nome John Bennett, un impiegato australiano dell'ormai defunta azienda tecnologica britannica Ferranti, creò quello che potrebbe essere il primo computer da gioco della storia. Potrebbe giocare un gioco chiamato Nim, un gioco di società ormai dimenticato da tempo in cui i giocatori a turno rimuovono le partite da più pile. Il giocatore che perde è colui che rimuove l'ultima partita. Per la sua versione computerizzata, Bennett ha creato una vasta macchina larga 12 piedi, alta 5 piedi e profonda 9 piedi. La maggior parte di questo spazio è stata occupata da tubi a vuoto illuminati che rappresentavano le partite virtuali.
Lo scopo di Bennett non era quello di creare una macchina da gioco per il gusto di farlo; il motivo per cui qualcuno potrebbe costruire un PC di gioco oggi. Come lo scrittore Tristan Donovan ha osservato in Replay , la sua superlativa storia di videogiochi del 2010: "Nonostante abbia suggerito a Ferranti di creare un computer per videogiochi, l'obiettivo di Bennett non era quello di intrattenere ma di mostrare la capacità dei computer di fare [matematica]".
Fai un balzo in avanti di quasi 70 anni e un fisico e uno scienziato informatico di nome Dr. James Robin Wootton sta usando i giochi per dimostrare le capacità di un altro computer sperimentale altrettanto nuovo e altrettanto grande. Il computer in questa domanda è un computer quantistico , un sogno di scienziati dagli anni '80, ora finalmente diventato una realtà scientifica.
I computer quantistici codificano le informazioni come correlazioni delicate con una struttura incredibilmente ricca. Ciò consente di archiviare e manipolare densità di informazioni potenzialmente sbalorditive. A differenza di un computer classico, che codifica come una serie di uno e zero, i bit (chiamati qubit) in un computer quantistico possono essere contemporaneamente uno, uno zero o entrambi. Questi qubit sono composti da particelle subatomiche, conformi alle regole della meccanica quantistica piuttosto che alla meccanica classica. Giocano secondo le loro stesse regole – un po 'come il personaggio di Tom Cruise Maverick di Top Gun se passava meno tempo a ronzare la torre e più tempo a dimostrare proprietà come "sovrapposizioni" e "intreccio".
Ho incontrato Wootton presso il laboratorio di ricerca IBM a Zurigo in una giornata piovosa a fine novembre. Qualche istante prima, mi ero spinto in una piccola stanza con un branco di altri spettatori entusiasti, dove eravamo dietro una corda e fissavamo uno dei computer quantistici di IBM come persone in attesa di essere ammessi in un esclusivo night club. Mi è stato ricordato il modo in cui le persone, ai tempi di John Bennett, parlavano del sacerdozio tecnologico che circonda i computer: poi enormi telai portanti sequestrati in camere labirintiche, frequentati da persone altamente qualificate in camici bianchi. Mancando della necessaria formazione in seminario, noi visitatori quantici di computer potevamo crogiolarci nel suo ambiente solo a distanza, ascoltando in riverenza silenziosa lo strano suono "vee-oing vee-oing vee-oing" del suo sistema di raffreddamento.
Costruisci giochi, promuovi quantistica
L'interesse di Wotton per i giochi quantistici è nato proprio da questo scenario. Nel 2016, ha partecipato a un evento di calcolo quantistico nella stessa stazione sciistica svizzera in cui, nel 1925, Erwin Schrödinger aveva elaborato la sua famosa equazione d'onda di Schrödinger mentre era in vacanza con una ragazza. Se esiste un ground zero per l'informatica quantistica, è così. Wotton faceva parte di un consorzio, sponsorizzato dal governo svizzero, per fare (e contribuire a spargere la voce) sul calcolo quantistico.
"A quel tempo il calcolo quantistico sembrava essere qualcosa di molto lontano", ha detto a Digital Trends. “Le aziende e le università ci stavano lavorando, ma era un argomento di ricerca, piuttosto che qualcosa su cui chiunque sulla strada avrebbe probabilmente messo le mani. Stavamo parlando di come affrontare questo. "
Wootton è un giocatore dai primi anni '90. "Ho vinto un Game Boy in una competizione in una rivista di wrestling", ha detto. “È stata una competizione di Slush Puppy in cui hai dovuto inventare un nuovo sapore. Il sapore di My Slush Puppy si chiamava Rollin 'Redcurrant. Non sono sicuro che tu abbia dovuto usare l'aggettivo. Forse è questo che mi distingue. "
Sebbene forse non sia un percorso rettilineo, Wootton sapeva come un interesse per i giochi potesse indurre le persone a interessarsi ad altri aspetti della tecnologia. Ha suggerito che creare giochi usando il calcolo quantistico potrebbe essere un buon modo per sensibilizzare l'opinione pubblica sulla tecnologia. Ha fatto richiesta di supporto e, per l'anno successivo, è stata data – "con mio stupore" – la possibilità di andare a costruire un gioco educativo per computer sull'informatica quantistica. "All'epoca, alcune persone mi hanno avvertito che questo non sarebbe stato positivo per la mia carriera", ha detto. “[Mi hann
o detto] dovrei scrivere documenti e ottenere sovvenzioni; non fare giochi. "
Ma l'idea era troppo allettante per lasciarsi andare.
Il catalogo di giochi quantistici
Nello stesso anno, IBM ha lanciato la sua Quantum Experience , una piattaforma online che garantisce al pubblico (almeno quelli con un background in algebra lineare) l'accesso ai prototipi di processori quantistici di IBM tramite il cloud. In combinazione con Project Q , un SDK quantistico in grado di eseguire lavori sui dispositivi IBM, questo si occupava sia della componente hardware che software del progetto Wootton. Ciò di cui aveva bisogno ora era un gioco. Il primo tentativo di Wootton di creare un gioco quantistico per il pubblico fu una versione del gioco Rock-Paper-Scissors , chiamato Cat-Box-Scissors dopo l'esperimento di pensiero del famoso gatto Schrödinger. Wootton in seguito lo liquidò come "[non] molto buono … Poco più di un generatore di numeri casuali con una storia".
Ma altri seguirono. C'erano Battaglia navale , il suo crack nel primo gioco multiplayer realizzato con un computer quantistico. C'era il solitario quantistico . C'era un cingolato sotterraneo basato su testo, modellato su Hunt the Wumpus del 1973, chiamato Hunt the Quantpus . Quindi le battleships dal titolo disordinato, ma significative, con gate NOT parziali , che Wootton considera il primo vero gioco per computer quantistico, piuttosto che solo un esperimento. E così via. Come giochi, questi non fanno esattamente sembrare Red Dead Redemption 2 come le notizie di ieri. Sono più simili ai giochi Atari 2600 o Commodore 64 nella loro estetica e gameplay. Tuttavia, è esattamente quello che ti aspetteresti dalle fasi embrionali di una nuova architettura informatica.
Se desideri provare un gioco quantistico per te, è meglio iniziare con Hello Quantum , disponibile sia per iOS che per Android. Reinventa i principi dell'informatica quantistica come un gioco di puzzle in cui i giocatori devono invertire i qubit. Non ti renderà un esperto quantistico dall'oggi al domani, ma ti aiuterà a demistificare un po 'il processo. (Con ogni livello, i giocatori possono premere un pulsante "Ulteriori informazioni" per un tutorial digeribile sulle basi quantistiche.)
Dalle marmellate di gioco quantistiche ai titoli AAA
Tuttavia, i giochi quantistici non riguardano solo la divulgazione educativa. Proprio come John Bennett immaginava Nim come un gioco che sarebbe esistito per mettere in mostra le capacità di un computer, solo per avviare involontariamente un settore da 130 miliardi di dollari l'anno, così i giochi quantistici si stanno muovendo oltre insegnando ai giocatori lezioni sul calcolo quantistico. Sempre più Wootton è entusiasta di ciò che vede come il mondo reale utilizza per il calcolo quantistico. Uno dei più promettenti di questi è sfruttare la generazione di numeri casuali di calcolo quantistico per creare terreno casuale all'interno dei giochi per computer. A Zurigo, mi ha mostrato un paesaggio virtuale tridimensionale che ricorda Minecraft . Tuttavia, mentre gran parte del mondo di Minecraft è generato dall'utente, in questo caso il mondo a bassa risoluzione e bloccato è stato generato utilizzando un computer quantistico.
"La meccanica quantistica è nota per la sua casualità, quindi la possibilità più semplice è quella di utilizzare il calcolo quantistico come un [generatore di numeri casuali]", ha detto Wootton. “Ho un gioco in cui utilizzo solo un qubit: il più piccolo computer quantistico che puoi ottenere. Tutto quello che puoi fare è applicare operazioni che cambiano le probabilità di ottenere uno zero o uno come output. Lo uso per determinare l'altezza del terreno in qualsiasi punto della mappa di gioco. "
Molti giochi realizzati con computer classici hanno già incluso elementi generati proceduralmente nel corso degli anni. Ma man mano che i requisiti per questi elementi – che vanno dai nemici generati casualmente a intere mappe – aumentano di complessità, il quantum potrebbe aiutare.
"Il gioco è un settore che dipende molto dalla velocità con cui vanno le cose", ha continuato. "Se c'è un fattore 10 di differenza nel tempo impiegato per eseguire qualcosa che determina se puoi effettivamente usarlo in un gioco." Vede oggi come un grande punto di partenza per le persone nel settore dei giochi che possono essere coinvolte per aiutare dare forma al futuro sviluppo dell'informatica quantistica. "Sarà guidato da ciò che la gente vuole", ha spiegato. "Se le persone trovano un caso d'uso interessante e tutti vogliono utilizzare l'informatica quantistica per un gioco in cui è necessario presentare un lavoro una volta per frame, ciò contribuirà a dettare il modo in cui viene realizzata la tecnologia."
Ora ha raggiunto il punto in cui pensa che la gara potrebbe davvero essere in corso per sviluppare il primo gioco commerciale usando un computer quantistico. "Abbiamo lavorato su questi progetti di prova di principio, ma ora voglio lavorare con gli studi di gioco reali su problemi reali che hanno", ha continuato. "Ciò significa scoprire cosa vogliono e come vogliono che la tecnologia sia [diretta]".
Una cosa certa è che Wootton non è più solo nello sviluppo dei suoi giochi quantistici. Negli ultimi due anni, un certo numero di "marmellate di gioco quantistiche" sono emerse in tutto il mondo. "Quello che la maggior parte delle persone ha fatto è iniziare in piccolo", ha detto Wootton. "Spesso prendono un gioco esistente e usano uno o due qubit per aiutarti a implementare una svolta quantistica sulla meccanica del gioco". Seguendo questo mantra, gli appassionati hanno usato il calcolo quantico per creare versioni remixate di giochi esistenti, incluso il Dr. Qubit ( una versione quantistica di Dr. Mario ), Quantum Cat-sweeper (una versione quantistica di Minesweeper ) e Quantum Pong (una versione quantistica di, err, Pong ).
Entanglement futuri
Il mondo dei giochi quantistici è andato oltre il suo equivalente 1950 di Nim . Ora non ci resta che attendere e vedere cosa succederà dopo. I decenni che seguirono Nim ci regalarono il leggendario Spacewar del MIT negli anni '60, il boom arcade degli anni '70 e '80, le guerre per console di Sega vs Nintendo, l'arrivo della Sony PlayStation negli anni '90 e così via. Nel frattempo, i computer classici sono diventati parte della nostra vita come mai prima d'ora. Come predisse Stewart Brand, fondatore del Whole Earth Catalog, già nel 1972 Rolling Stone nel suo saggio classico su Spacewar : "Pronti o no, i computer stanno arrivando al popolo".
Al momento, il futuro dei giochi quantistici è a un bivio. È una nicchia oscura occupata da pochi appassionati di fisica dei giochi o un potente strumento che modellerà l'industria di domani? È qualcosa che insegnerà a tutti noi ad apprezzare i punti più fini della fisica quantistica o uno strumento che molti di noi non realizzeranno nemmeno che viene utilizzato, che ci fornirà comunque alcuni giochi stupidi da giocare?
Come il gatto di Schrödinger, in questo momento è entrambi contemporaneamente. In quale sovrapposizione essere.
