Door duizenden mensen een game te laten spelen is het Deense onderzoekers gelukt een optimaliseringsprobleem van een kwantumcomputer op te lossen.
Het gebruik van games om een wetenschappelijk probleem op te lossen is niet nieuw, maar de Deense Aarhus universiteit heeft met de kwantumcomputer een wel heel bijzonder onderwerp gekozen. Zo’n 10.000 spelers hebben inmiddels 500.000 keer een van de games gespeeld via de website Science at Home.
Bij een optimaliseringsprobleem heeft een computer strikte formules, omvangrijke databases en rekenkracht nodig om tot een bepaalde uitkomst te komen. Bij een game werkt dat heel anders. Er doen mensen aan mee die niets van kwantumfysica snappen, maar wel hun intuïtie gebruiken. Als maar voldoende mensen met het spel meedoen, dan tekent zich vanzelf de meest optimale oplossing af.
Het probleem dat de kwantumonderzoeksgroep van Jacob Sherson wilde oplossen ging over het verplaatsen van atomen die in een optisch rooster zitten. Het gaat hier om een van de mogelijke bouwstenen van een kwantumcomputer die ervoor moet zorgen dat de kwantumbits waaruit de computer is opgebouwd contact met elkaar kunnen maken.
De manier om die verplaatsing tot stand te brengen is met een zogeheten optisch pincet, een laserstraal die het atoom extra energie geeft zodat die over de potentiaaldrempel van het rooster kan bewegen en verplaatst naar de gewenste andere plek in het rooster. Vergelijk het met het oppakken van een knikker uit de bakjes van het Mancala-spel, waarbij de knikker het atoom is, de rand van het bakje de potentiaaldrempel en de hand het optische pincet. Verder gaat die vergelijking volkomen mank. Het contact maken in de kwantumcomputer moet namelijk zo snel mogelijk gaan, maar tegelijkertijd brengt die snelle verplaatsing het atoom in een aangeslagen toestand die het weer moet afstaan voordat het op zijn nieuwe plek in rust kan komen. De verplaatsing moet dus snel, maar weer niet te snel.
Voor de ontwerpers van het spel is de uitdaging een vorm te vinden die getrouw is aan de kwantumwetten, maar wel hanteerbaar om te spelen. Ze bereikten dat door het te verplaatsen atoom voor te stellen als een klotsende vloeistof.
Al spelend blijkt dat de deelnemers verschillende strategieën kiezen, maar na analyse van al die methoden blijkt dat er in het landschap van spelstrategieën duidelijke voorkeuren zijn te onderscheiden die het beste resultaat opleveren. Die oplossing bleek ook beter dan de Denen met de hen beschikbare algoritmes wisten uit te rekenen, aldus een bericht van de Aarhus Universiteit. Menselijke intuïtie blijkt zo krachtig rekengereedschap.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.