Comment un ancien jeu de société peut débloquer des découvertes physiques de pointe

Jeu de rapporteur Il est probablement né dès 6000 avant JC en Jordanie Il est joué partout dans le monde à ce jour. Il se compose de pierres que les joueurs déplacent entre une série de petits trous sur un plateau de jeu en bois. L’objectif du jeu est d’amener toutes les pierres dans le dernier trou à la fin du plateau.

Dans une nouvelle étude publiée dans AVS Sciences quantiquesDes chercheurs de l’Université de Tulane ont appliqué une version modifiée du rapporteur, qu’ils appellent ManQala, à la géométrie d’état quantique, le domaine de la physique quantique qui traite de la mise des systèmes quantiques dans des états spécifiques.

Le problème central que l’ingénierie de l’état quantique tente de résoudre, a déclaré Ryan Glaser, professeur agrégé de physique au Collège des sciences et de l’ingénierie, est : « Que dois-je faire pour amener mon système quantique dans l’état que je veux ? » Essentiellement, les chercheurs doivent comprendre comment faire en sorte que les particules restent à certains endroits ou aient certaines énergies afin de les étudier et d’utiliser des ordinateurs quantiques.

C’est plus difficile avec des particules quantiques qu’avec, disons, des pierres sur une plaque de rapporteur. « Les choses quantiques, en général, sont très sensibles et difficiles à contrôler », a déclaré Glaser. « Le système peut rapidement tomber en panne et vous faire perdre tout avantage quantitatif que vous avez ou que vous aimeriez avoir. »

Les physiciens quantiques ont déjà des moyens de résoudre ces problèmes, mais les simulations menées par les chercheurs dans cette étude ont montré que ManQala est plus efficace, même sur des systèmes plus simples. « Nous voyons déjà des avantages, même dans ces systèmes simplifiés à trois et trois trous », a déclaré Glaser.

L’étude est l’une des nombreuses dans le domaine des jeux quantiques, a déclaré Glaser, qui « prend effectivement des jeux ordinaires comme le Sudoku, les dames ou le tic-tac-toe et leur applique les règles de la physique quantique et voit des choses intéressantes qui pourraient arriver ». Lorsqu’il s’agit de particules quantiques plutôt que de pierres physiques, il est possible que les particules interfèrent les unes avec les autres lorsqu’elles se trouvent dans des « fosses » adjacentes. Cela signifie qu’il y a plus de mouvements disponibles, et pour Mancala, au moins, « vous pouvez gagner la partie si vous utilisez les règles quantitatives là où vous ne le pourriez pas si vous utilisiez les règles classiques », a déclaré Glaser.

Bien que cette étude se soit concentrée sur des simulations, Glaser est optimiste quant aux applications futures du rapporteur. « C’est dans le domaine de la théorie en ce moment, mais je pense que c’est tout à fait faisable expérimentalement », a déclaré Glaser. Il espère appliquer ManQala à un ordinateur cloud IBM Quantum, qu’il a utilisé pour la recherche dans le passé, avec ses collègues chercheurs Thomas Searles de l’Université de l’Illinois à Chicago et Brian Kirby, professeur adjoint de physique à Tulane.