量子计算机游戏的历史

自从创建第一个量子计算游戏以来已有一年多了。 现在是时候写下他们的历史了。

2017年三月

它始于2017年的过去,一个人有一个主意:为量子计算机开发游戏。

硬件不会成为问题:IBM通过IBM Q Experience提供了这一点。 该软件也在那里:最近发布了Project Q,它是一种能够在IBM设备上运行作业的量子SDK。 所需要的只是一个游戏。

选择的游戏是剪刀石头布。 它经过修改以适合量子位的强度,并制作了第一个量子游戏。 它被称为猫盒剪刀。

推出全球首款量子计算机游戏
我刚做了一个电脑游戏。 不适用于PS4或XBox甚至Nintendo Switch。 我是为量子计算机制造的。 我… medium.com

说实话,这不是很好。 只是一个简单的第一个实验。 只是带有故事的随机数生成器而已。 量子计算机应有的更好。

因此,仅在不久之后,第一款使用量子计算机制作的多人游戏就诞生了。 借助曾经用来探测宇宙基本属性的技术,这款游戏可以玩战舰。

量子战舰:第一个用于量子计算机的多人游戏
就像普通的战舰一样,但同时又更简单,更复杂。 medium.com

2017年四月

这些最初的量子计算机游戏只是简单的示例,仅限于命令行。 他们实时在量子处理器上运行,这意味着在作业队列中等待。 不幸的是,等待文本片段是很少有人想到的乐趣。

那么基于现有数据的游戏呢? 量子计算机可以预先生成所需的一切,从而使游戏能够以我们都期望的现代程序的快速响应方式运行。

这个想法产生了量子纸牌 ,它在巴塞尔幻想世界上展出(瑞士对动漫展的回答)。

2017年五月

可能带来了两个量子游戏。 一种是根据量子纸牌的相同原理制成的,可在现有数据上运行。 它的灵感来自于早期的地牢爬行者Hunt the Wumpus 。 这就是亨特·坎普斯

它还带来了战舰的新版本。 这是另一个实时运行的游戏。 但是它没有像以前那样使用Project Q来处理软件,而是使用QISKit:IBM新发布的本机SDK用于其硬件。

如何对量子计算机进行编程
带有部分“非”门的战舰 medium.com

这是第一个运行多轮的实时量子游戏。 因此,它是第一个超越只是花哨的随机数生成器的公司。 它的创建还有一个崇高的目的:帮助人们学习量子编程。

由于其复杂性的提高,所有以前的游戏都被降级为纯粹的实验。 带有部分“非”门的战舰是真正的第一个量子计算机游戏。

2017年5月也是IBM宣布其16 qubit处理器的月份。 像所有基于云的量子处理器一样,它注定要玩一天游戏。

2017年六月

到目前为止,每个游戏都是由一个人设计的。 我!

在2017年6月,情况发生了变化。 量子计算初创公司Rigetti发布了自己的量子SDK。 同时,他们还制作了一个简单的游戏,旨在提供一些量子计算的演示。 在这里查看他们的网站。

由于它使用的是模拟量子计算机,而不是真实的计算机,因此它并不严格地视为量子游戏。 但是Rigetti具有在实际设备上实现它的硬件和软件,因此当然值得一提。

IBM还在2017年3月进行了类似的简单演示(请参阅此处)。 尽管可以说这个游戏并不算是一款游戏,也从未声称自己是一款游戏,但它也值得一提。

当然,我仍在开发自己的量子游戏。 June为长期运行的Quantum Battleships系列带来了新的进入。 作为量子规划的进一步教程, 战舰配备了互补的测量方法

如何对量子计算机进行编程–第2部分
量子测量的战舰 medium.com

六月还举行了BlueYard Quantum Leap活动:所有对量子计算感兴趣的研究人员,初创公司,投资者和新闻记者的聚会。 作为量子游戏制造商,我设法买了一张票。 在那里,我与Rigetti的Will Zeng聊了太空大战 ,这是普通计算机的首批游戏之一。 我还与Google的Alan Ho讨论了我对他们的“量子至上性”建议的想法,并与IBM的Jerry Chow讨论了他们的16量子位设备。 这些对话继续激发了八月份发生的一些事情。

2017年七月

7月,本教程的QISKit Quantum SDK中增加了一部分。 它曾被许诺过一段时间,但在本月终于有了一个笔记本,上面写着“量子假币问题”。

Qiskit / qiskit-教程
使用Qiskit的Jupyter笔记本的集合。 通过创建帐户来为Qiskit / qiskit-tutorial开发做出贡献…… github.com

从标准意义上讲,这并不是真正的游戏。 您可以使用博弈论来学习某些东西,但实际上并不是您所玩的东西。 这部分的另一个早期内容也是如此: 量子魔术方块 (此后此内容已在教程中移至其他位置)。

但是,本教程的这一部分旨在包含可以玩的游戏。 因此,它很快成为带有部分“非”门战舰的故乡

2017年八月

早在2016年7月,一大堆Google员工发表了一篇论文。 该计划是关于如何证明其所谓的“量子至上性”的计划:在某些任务上,量子计算机可以比普通计算机更好。

最终的证明可能不是有用的任务。 这将是非常抽象的东西,对于量子竞争者来说有很大的偏见。 在真正的量子计算机首次出现“至高无上”的主张之后,也将花费大约十年的时间。

但是,我们可以使任务越有趣,结果就越有趣。 我们使任务越相关,结果越容易理解。 因此,让我们将它变成游戏!

那是我在2017年初首次想到的想法。它在上半年慢慢发展,几乎被放弃了。 但是我在六月的BlueYard活动中进行的对话集中了我的思考。

在八月,它出现了。 游戏形式的量子至上: 量子超赞

使用简单的益智游戏对量子计算机进行基准测试
自去年以来,我们已经看到了有关原型量子计算机的许多重大公告。 来自IBM之类的大公司… medium.com

就像太空战! 在此之前,这是一个使用硬件的游戏设计。 它将能够为至高无上的结果提供背景。 它还将为太小或噪声太大的设备提供基准数据。

在这个游戏中,量子处理器的大小和连通性以拼图的相关形式呈现。 缺陷和噪音变得越来越困难。 有了这款游戏,来自任何背景的玩家都可以开始了解当前设备的真实情况。

第一个版本是为特定设备硬连接的:IBM的16 qubit处理器。 这就是我们得到第一个结果的地方。

今天的量子计算机到底有多好?
量子计算机最近引起了很多关注。 尽管有些人已经保持平衡并了解情况,但事实并非如此…… medium.com

八月对于战舰来说也是重要的月份,部分非登门 。 它成为七月份创建的QISKit游戏教程部分的一部分。

还创建了一个适应性更高的版本,玩家在排队等候时可以阅读一些文本。 播放过程已录制下来并放到YouTube上。 尽管它仅作为向少数人展示的内容(因此无需旁白或背景音乐),却已被数千名勇敢的灵魂所观看。

使用该版本更具可玩性的原因是为了参加奥胡斯的一场活动。 这是由ScienceAtHome主办的,他制作了有关量子计算机的出色游戏。

量子战舰-量子计算机游戏
最近,我们报道了我们在“量子呼吸”展览和“量子游戏咖啡馆”中的参与。 在咖啡厅… www.scienceathome.org

然后,八月以关于在量子计算机上运行的游戏的第一次会议演讲结束。 这发生在科隆的Gamescom,这是世界上最大的游戏交易会之一。

devcom 2017:开发用于量子计算机的游戏
视图分析反馈表单现已关闭。 devcom:巴塞尔大学所有演讲者研究学者我是科学家… devcom2017.sched.com

2017年9月/ 10月

对于我致力于量子游戏的努力来说,2017年秋季是一个安静的时期。 我想说的是因为我忙于认真的科学工作。 但这只是部分正确。 我还把表情符号作为Hello World的量子版本进行了叠加。

使量子计算机微笑
一个如何与量子计算机 media.com 一起玩的简单示例

不过,对于其他人来说并不是那么安静。 奥斯纳布吕克大学的一群人为比较机器学习课程制作了一个游戏。 这不仅具有量子计算,还具有神经形态计算!

约翰贝罗阿/数字决斗
数字决斗–比较机器学习类 github.com 的神经形态和量子计算的混合

2017年11月/ 12月

设计Quantum Awesomeness的目的是让任何设备都可以玩它。 无论采用哪种架构,大小或连接性。 只要您有一堆量子比特,就可以在它们上播放量子超赞

尽管这是理论,但实际上该软件仅支持IBM的16 qubit设备。 现在是扩大网络的时候了。

11月底,对GitHub进行了一些大修。 现在,它可以在新升级的16 qubit IBM设备上播放。 它也可以在他们的5 qubit设备上播放。 在每种情况下,它都使用IBM的QISKit SDK。

另一个重大变化是对Project Q的支持,该项目被量子游戏开发忽略了几个月。 受他们宣布推出19量子位处理器的启发,很快增加了对Rigetti对Forest的支持。 Quantum Awesomeness是在此新设备上运行的队列中的第一批数据,其中第一批数据在圣诞节前到来

到目前为止,收集的所有数据(从3个IBM设备和1个Rigetti设备)都存储在GitHub上。 这使玩家无需直接访问即可从所有这些量子处理器玩“ 量子真棒”游戏。 如果有人想知道Rigetti的19个量子位是否比IBM的16个更好,他们会自己发现。 只是通过玩游戏。

一月/二月2018

Quantum Awesomeness在2018年继续进行。该项目得到了改进,并被用作解释量子计算当前状态的文章的基础。 这包括在不同设备上运行的基于文本的“让我们玩”的游戏。

通过简单的益智游戏了解量子计算机
自去年以来,我们已经看到了有关原型量子计算机的许多重大公告。 来自IBM之类的大公司… medium.com

2月下旬,终于可以在浏览器中玩游戏了。 不再需要克隆存储库或配置Jupyter。

尽管从技术上讲,这更像是一个游戏化的教程,但这几个月也成为了一段时间以来的首款新游戏。 通过解决难题,玩家可以初尝量子计算。

Hello Quantum:命令行版本
QISKit的游戏化教程 decodoku.com

本教程本身可以在普通计算机上运行。 但这还不止于此! 该程序具有其他模式,这些模式允许编写程序,然后在实际设备上运行。 因此,即使“游戏”或“在量子计算机上运行”的主张都不是很强大,它也可以算作是在量子计算机上运行的游戏。

2018年三月

3月,微软与布里斯托大学联合举办了为期一天的Quantum Games Ideathon。 获胜的团队迅速发现了量子游戏最具挑战性的方面:

我们发现,构想出以下一种概念相当简单:(a)看起来很有趣且引人入胜; (b)忠实地代表潜在的量子力学; 但不是两个。

最后,他们提出了《 猫:量子至上》Cats:Quantum Supremacy) ,这是一款带有量子启发武器的蠕虫游戏。

目前尚不清楚本次比赛的游戏是否使用Q#,即Microsoft的用于构建量子程序的SDK。 它肯定不会在真正的量子硬件上运行,因为当前没有任何附加到Q#上。 尽管如此,该事件在量子游戏的历史中值得一提。

3月底也是IBM Teach Me QISKit奖的截止日期。 它挑战了参赛者创造有趣的Jupyter笔记本,以帮助其他人学习量子编程的基础知识。 获奖者是Ising模型的仿真,是将量子计算机用于科学目的的一个很好的例子。 但是另一个进入者是一个简单的基于量子相关性奇异性质的游戏。

CHSH游戏
通过Mirki Amiko github.com

2018年四月

4月6日至7日,Rigetti举行了世界上第一次量子黑客马拉松。 或者至少是第一个允许程序在真实的量子硬件上运行的。 有来自不同背景的参与者,从事各种项目。 两支球队甚至打了比赛。 其中一个是我自己和我的队友Jonathan DuBois和M. Sohaib Alam完成的。 它被称为链接到量子

msohaibalam / Link_to_Quantum_game
Link_to_Quantum_game –量子视频游戏! github.com

Sohaib所做的部分是Meyer penny游戏的实现:皮卡德(Picard)队长与Q之间的一场战斗,量子计算机完全改变了结果。 后来,该游戏并入了Rigetti的Quantum SDK文档。

同样从黑客马拉松比赛中,我们得到了一个有趣的手机游戏,由Rigetti自己的Will Zeng团队制作。

2018年五月

自2017年夏季以来,我一直在与IBM Research合作开发一款游戏。 让人们创建工作以在真实设备上运行并通过手机游戏完成工作的想法。 最后,我们创建了一个益智游戏,向人们提供量子编程的第一项任务: Hello Quantum 。 一种版本针对休闲游戏玩家,并在移动设备上发布。

你好量子
Hello Quantum是一款益智游戏,旨在教授量子计算的入门原理。 这款游戏的设计目的是…… helloquantum.mybluemix.net

尽管它根本不能在量子计算机上运行,​​但它的目的是让玩家开始在IBM Q Experience上创建自己的程序。 并提供在真实设备上重现难题和解决方案所需的一切。

您好Quantum:迈出第一步进入量子计算
如果您想开始使用量子计算机,那么您来对地方了。 在本文中,我们将帮助您…… medium.com

我们还发布了游戏命令行变种的改进版本,我在上面的1月2月中提到了该版本。

2018年六月

量子超现实一直以来都是人们可以玩的游戏。 但是它还没有被当作科学来展示。 现在该写一篇有关它的论文了。

用随机电路对量子处理器进行基准测试
尺寸在10-100量子位范围内的量子处理器现在越来越普遍。 但是,随着尺寸的增加,… scirate.com

撰写本文是为了研究游戏运行的量子程序如何帮助我们理解和比较原型量子设备。 很少提及游戏的性质。

该论文的卖点之一是它涵盖了所有可供公众使用的量子处理器。 然后,就在我要画龙点睛的时候,Rigetti走了,并发布了一个新设备。 这次是8量子位。

量子处理单元(QPU)– pyQuil 1.9.0文档
必须为特定的Rigetti QPU提供QPUConnection对象的初始化函数作为参数,以便… docs.rigetti.com

幸运的是,他们让我很快就进行了。 因此, Quantum Awesomeness向其名册添加了新设备。

2018年七月

什么是玩游戏的最佳平台? PC或控制台? Playstation或Xbox? 有什么不同之处:SDK的单元测试功能?

微软这样做是为了帮助人们学习使用Q#语言对量子计算机进行编程。 前四个挑战(称为Quantum Katas)在本月上线。

与Microsoft Quantum Katas同步学习
对于那些想要以自己的步调探索量子计算并学习Q#编程语言的人,我们拥有… cloudblogs.microsoft.com

再次,这是一个实际上不在量子计算机上运行的示例。 但是由于您编写的程序肯定可以在真正的量子计算机上运行(并且由于本月我们没有其他要谈论的内容),因此值得一提。

2018年八月

这个月有两场比赛都是在比赛中进行的。 一个是我为Ludum Dare果酱做的。 我尝试使用量子漫步技术制作了另一本受《狩猎吸血鬼》启发的游戏。 它实际上并不多,但是您可以在这里找到它。

开发了更好更好的游戏Desiree Vogt-Lee(他也拥有大量的量子知识资源)。 它称为Quantum Cat-sweeper ,它基于Minesweeper (您可能已经猜到了!)。 它运行在模拟器或5 qubit IBM设备上。

2018年9月

本月初,我找到了一份IBM Research的工作。 我的团队成员之一是来自Rigetti黑客马拉松的Sohaib Alam,他同时在Rigetti工作。 量子游戏设计似乎是比普通游戏设计具有更好前景的职业!

2018年十月

Hello Quantum的命令行版本得到了一些发现它的人的好评。 尽管它的形式非常简陋和丑陋。 现在是时候使它变得更好,更漂亮并且值得放在Qiskit教程的games文件夹中了。

你好奇斯吉特
练习学习如何使用Qiskit进行量子编程。 github.com

结果称为Hello Qiskit ,因为它可以游戏化在Qiskit中制作第一个量子程序的过程。 您可以在真正的量子计算机上运行整个过程,但这可能不是最好的主意。 直到最后都可以使用模拟器,在这里您可以切换到真实的设备以提供量子变量的独特性质。

2018年11月

本月又迎来了《 量子妙境:伟大的传奇》中的另一章:纯在Qiskit中重新实现,旨在驻留在Qiskit教程的游戏文件夹中。 另外,在Medium上还有一篇关于此游戏的文章,此刻到现在每个人都必须厌倦!

了解您的量子处理器
量子计算机是用量子位构建的。 但是仅仅拥有大量的量子比特是不够的。 medium.com

未来

希望您能多做些事情,而我却少做些事情!