Dėl teisybės reikėtų pastebėti, kad kvantinių kompiuterių prototipai buvo sukurti jau prieš kelerius metus, tačiau jų skaičiavimo galia dar neatskleidė tikrojo technologijos potencialo.
Šie kompiuteriai ypatingi tuo, kad jie vienu metu sugeba atlikti daug skirtingų skaičiavimų, kai mums įprasti kompiuteriai vienu metu sprendžia tik vieną užduotį. Taip yra dėl to, kad įprasti kompiuteriai naudoja bitus (jų reikšmė gali būti 1 arba 0), o kvantiniai – kubitus, kurie gali saugoti ne tik bazines reikšmes, 1 arba 0, bet ir jų superpoziciją – 1 ir 0 vienu metu.
Didžiausias iššūkis mokslininkams – pagaminti stabilius kubitus. Jie tam naudoja skirtingus būdus, įrankius ir priemones.
Problemą pavertė žaidimu
Orhuso universiteto (Danija) komanda „Science At Home“, kurioje dirba ir trys lietuviai, tam nusprendė įkinkyti atomus. Problema ta, kad net smarkiai atšaldyti atomai nemėgsta būti stacionarūs ir gali keisti savo būseną.
Taigi kvantinis kompiuteris turi atlikti operacijas didžiausiu įmanomu greičiu, kadangi kuo ilgiau tai užtruks, tuo didesnė rizika prarasti kubituose užkoduotus duomenis. Tačiau per didelis greitis jiems taip pat gali būti pražūtingas.
Sunkiausia suprasti, kada ir kaip ta informacija prarandama – ši užduotis neįkandama net geriausiems kompiuteriniams algoritmams.
Fizikas Jacobas Shersonas ilgai galvojo, kaip išspręsti šią dilemą. Vieną dieną per radiją jis išgirdo idealų sprendimo būdą: sudėtingą problemą paversti žaidimu ir leisti ją spręsti paprastiems žmonėms.
Taigi 2012-aisiais buvo sukurtas žaidimas „Quantum Moves“, kurio užduotis – pernešti atomą iš vienos vietos į kitą. Tiesa, atomą jame atstoja savotiškas skystis, kadangi kvantų mechanikoje atomai elgiasi ir kaip dalelės, ir kaip bangos. Žaidėjai turi atrasti būdą, kaip pernešti šį skystį į nurodytą vietą, kuo mažiau jo ištaškant.
Žaidimą perprasti nesunku – tereikia pasirinkti tinkamus judesius ir „nutempti“ duobę su skysčiu į nurodytą vietą. Tačiau iš tiesų žaidėjai sprendžia sudėtingas optimizavimo problemas, o jų pasiekimai padeda įvertinti kvantinio greičio ribas ir atrasti geriausius būdus tas ribas įveikti.
„Mokslą pavertus žaidimu, dabar kiekvienas gali prisidėti prie kvantinės fizikos tyrimų. Mes parodėme, kad žaidimai pašalina ribas tarp kvantinės fizikos ir paprastų žmonių bei suteikia fenomenalių įžvalgų aukšto lygio moksliniams tyrimams“, – teigė J.Shersonas.
Kol kas iš žaidėjų surinkta informacija nebuvo išbandyta laboratorijoje, tačiau projekto vykdytojai ketina pirmuosius bandymus atlikti jau kitąmet.
Lietuvių indėlis
Projekto „Science At Home“ rinkodara besirūpinanti alytiškė Auksė Jurkevičiūtė teigė, kad vienas didžiausių iššūkių buvo ne paversti kvantinės fizikos problemą žaidimu, bet kaip tą žaidimą padaryti patraukliu žaidėjams.
Žaidimas ne sykį buvo tobulintas, o šiuo metu jį galima žaisti ne tik kompiuterio, bet ir telefono ekrane.
„Mus nustebino tai, kad žaidėjai, kurie nieko nenutuokė apie kvantinė fiziką, buvo geresni problemos sprendėjai negu tie, kurie puikiai suprato, kas vyksta kitapus ekrano. Pasirodo, žmonės turi kvantinę intuiciją! Ji leidžia žaidėjui intuityviai pasirinkti patį geriausią sprendimą“, – sakė A.Jurkevičiūtė.
27-erių mergina prie šio projekto prisijungė prieš beveik metus. Ji teigia apie projektą sužinojusi visiškai atsitiktinai, tačiau perspektyvos išsyk sužavėjo.
„Mokslinių tyrimų pavertimas žaidimu yra labai nauja tema ir, mano nuomone, tai gali pakeisti mūsų suvokimą apie mokslą, problemų sprendimą ar informaciją. Tikiuosi, kad ateityje dirbsime su daugiau projektų ir pasinaudodami žaidimais spręsime ne tik kvantinės fizikos, bet ir kitų mokslo sričių problemas“, – teigė ji.
Šiame projekte dirba ir dar du lietuviai – 25-erių kretingiškis Donatas Tutinas bei 26-erių Justas Bistrickas iš Tauragės. Jie prie komandos prisijungė 2014-aisiais ir yra atsakingi už programavimą bei rūpinasi, kad žaidimo rezultatai virstų naudinga informacija kvantinės fizikos tyrimams.
„Nuo pat mokyklos laikų, kai pirmą kartą susipažinau su kvantine fizika, šis sudėtingas mokslas man buvo įdomus. Galimybė prisijungti prie projekto, kurio tikslas yra sukurti kvantinį kompiuterį, skambėjo kaip kažkas nerealaus ir labai sudėtingo. Labiausiai sudomino galimi iššūkiai“, – teigė J.Bistrickas.
Kol kas lietuviai nei apie grįžimą į gimtinę, nei apie kraustymąsi į kitas šalis negalvoja – pirmiausia ketina baigti studijas Danijoje, o ir be to veiklos šioje šalyje jiems netrūksta.
Daugiau informacijos apie projektą “Science At Home“ ir jų sukurtus žaidimus rasite šioje svetainėje.
