Door deze game leer je hoe je een kwantumcomputer moet bouwen

Voor kwantumcomputers was 2017 een fantastisch jaar. Onderzoekers maakten een tijdskristal die ooit als de interne klok van een kwantumcomputer gebruikt gaat worden, konden de toekomst van een kwantumsysteem voorspellen, maakten het eerste knooppunt voor het kwantuminternet in de ruimte, bouwden een ongekende 53-qubit-kwantumsimulator en legden de blauwdruk voor de eerste grootschalige kwantumcomputer.

Dat is allemaal fantastisch, maar hoe werken die dingen nou eigenlijk? Meestal zijn kwantumcomputers ontzettend ingewikkelde, moeilijk te begrijpen machines. Het lijkt een rommeltje van lasers, spiegels, vacuümkamers en deeltjesbundels dat er meestal zo uitziet:

Alleen van naar dat ding kijken krijg je al stress, maar de Poolse programmeur Piotr Migdal is er om je te helpen. Vorig jaar bracht Migdal een bètaversie uit van The Quantum Game, een creatieve benadering om spelers het complexe maakproces van kwantumcomputers bij te brengen.

Het spel is geïnspireerd door vergelijkbare games waar je machines moet bouwen, zoals The Incredible Machine and Chromatron is The Quantum Game eenvoudig genoeg om als spelletje te werken, maar tegelijk uitdagend genoeg om je volledig bij deze belangrijke materie te betrekken.

De spelers moeten op componenten op de juiste manier aan elkaar bevestigen – zoals bundelsplitsers, fotonenbronnen, vacuümkamers, spiegels en meer – om zo uiteindelijk een virtuele kwantumcomputer te maken. Er zijn tientallen ‘levels’ waarin spelers componenten zo moeten plaatsen dat het kwantumapparaat fotonen onder uiteenlopende omstandigheden kan detecteren.

Volgens de bijbehorende website, maakt het spel gebruik van een “echte simulatie van kwantummechanica’’. Hierdoor leren spelers een hoop over de kwantumfysica waar zulke computers gebruik van maken door beroemde kwantumexperimenten na te bootsen. Zo komt ook de Elitzur-Vaidman-bomtest langs; een gedachte-experiment waarmee onderzoekers kunnen zien of een bom actief is zonder dat ze deze hoeven te laten ontploffen.

Binnen de komende paar weken verwacht Google een kwantumcomputer te hebben die in staat is berekeningen uit te voeren die ver buiten het bereik van zelfs de meest geavanceerde klassieke supercomputer liggen, een prestatie die ook wel bekend staat als ‘‘quantum supremacy’’. Helaas is het nog niet mogelijk om dit experiment in The Quantum Game na te maken, maar toch krijg je wel een idee hoe het werkt.