क्वांटम कम्प्यूटिंग बोर्ड गेम डिजाइन करना

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क्वांटम कंप्यूटिंग एक तेजी से परिपक्व होने वाला क्षेत्र है जो शास्त्रीय कंप्यूटरों के लिए असाध्य माने जाने वाले अभिकलन करने के लिए सुपरपोज़िशन और उलझाव जैसी क्वांटम-मैकेनिकल घटनाओं का उपयोग करता है।

यदि आप पिछले वाक्य के एक शब्द को नहीं समझते हैं, तो आप अकेले नहीं हैं! क्वांटम कंप्यूटिंग से मेरा पहला परिचय तब हुआ जब मैं एक विश्वविद्यालय का छात्र था और मेरे एक दोस्त ने मुझे बताया कि वह क्वांटम कंप्यूटिंग का अध्ययन कर रहा था। मैंने उससे पूछा कि यह क्या था, और पांच मिनट के बाद, मुझे अभी भी पता नहीं था।

2016 के मध्य तक तेजी से, मैं आईबीएम रिसर्च में टीम में शामिल हो गया, जिसने आईबीएम क्यू एक्सपीरियंस और क्यूओसिट विकसित किया, और क्वांटम कंप्यूटिंग के बारे में वास्तव में गति प्राप्त करने की आवश्यकता थी। मैंने अनगिनत वीडियो देखे और देखे गए सभी ऑनलाइन गाइड और ट्यूटोरियल पढ़े, लेकिन हर बार जब मुझे लगा कि मैं कुछ समझ रहा हूं, तो मैंने शुरुआत में खुद को वापस पाया, न कि सामग्री की मजबूत समझ। इसके अलावा, ईमानदार होने के लिए, सामग्री को समझना और गणितीय अभिव्यक्तियों की एक दीवार के पीछे पर्दा करना मुश्किल था। मैं क्वांटम कंप्यूटिंग के मूल सिद्धांतों पर किसी को शिक्षित करने के लिए बेहतर तरीके से काम करने की लालसा रखता हूं।

क्वांटम + बोर्ड गेम = बहुत बढ़िया!

एक सप्ताहांत, मेरे पति (आईबीएम के साथ एक शोधकर्ता) और मैंने एक साथ खेलने के लिए एक नया बोर्ड गेम खरीदा। बॉक्स ने दावा किया कि खेल को खेलने में दो घंटे का समय लगा, लेकिन हमने नियमों को सीखने, मोड़ के माध्यम से खेलने की कोशिश करने, गलतियां करने और नियम पुस्तिका में लगातार वापस आने के लिए उन्हें सही करने की तुलना में अधिक समय बिताया। अंत तक, हम एक पूर्ण खेल के माध्यम से खेलने में सक्षम थे (और जैसा कि प्रथागत है, मैं जीत गया!), लेकिन इस प्रक्रिया को प्रतिबिंबित करने पर, हम दोनों इस बात से चकित थे कि हम कितने समय और ऊर्जा के साथ मनमाने नियमों के साथ एक खेल सीखने में लगे थे। । क्या होगा अगर हम वही काम कर सकते हैं, लेकिन रास्ते में कुछ सीखें?

इस तरह क्वांटम कंप्यूटिंग बोर्ड गेम के लिए विचार पैदा हुआ।

गेम डिजाइन करना कठिन है। क्वांटम गेम डिजाइन करना? बहुत कठिन।

मेरे पति और मैंने दो लक्ष्यों के साथ एक बोर्ड गेम डिजाइन करने के लिए एक साथ काम किया: यह मज़ेदार होना था, और इसने खिलाड़ियों को क्वांटम कंप्यूटिंग के बुनियादी सिद्धांतों के बारे में सिखाना था। हम दोनों के पास मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन (एचसीआई) में एक शोध पृष्ठभूमि है, जिसका उद्देश्य यह समझना और सुधारना है कि लोग तकनीक के साथ और कैसे बातचीत करते हैं। हमने अपने खेल को विकसित करने में HCI से दो मुख्य शोध विधियों पर भरोसा किया: पेपर प्रोटोटाइप और पुनरावृत्त डिजाइन।

कागज पर डिजाइन करने से हमें खेल में तेजी से बदलाव करने में मदद मिली क्योंकि हमने नए यांत्रिकी और नियमों का परीक्षण किया। खेल के हमारे शुरुआती संस्करणों ने अन्य बोर्ड गेमों से कई घटकों को उधार लिया, जिनका हम आनंद लेते हैं, साथ ही बहुत सारे चिपचिपे नोट्स और पेपर कटआउट। मज़ेदार महसूस करने वाले गेम मैकेनिक्स पर बसने के बाद, हमने आईबीएम रिसर्च में अपनी प्रयोगशाला में क्वांटम वैज्ञानिकों के एक समूह को विज्ञान के पहलुओं पर प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए अपना प्रोटोटाइप दिखाया। हमारे लिए उनकी पसंदीदा टिप्पणी थी, "यह क्वांटम नहीं है," हमें कार्डबोर्ड में एक क्वांटम प्रणाली का प्रतिनिधित्व करने के नए तरीकों के बारे में सोचने के लिए ड्राइंग बोर्ड में वापस भेज दिया गया। हमने अपने बोर्ड गेम के पांच प्रमुख पुनरावृत्तियों का निर्माण किया, इससे पहले कि हमारे क्वांटम वैज्ञानिकों ने हमें अपनी मंजूरी दे दी।

हमारे बोर्ड गेम का पहला संस्करण कारकैसन से उधार लिया गया घटक है, एक और गेम जिसका हम आनंद लेते हैं।हमारे बोर्ड गेम का तीसरा पुनरावृत्ति बहुत रंगीन है और खेलने के लिए मजेदार था, लेकिन हमारे क्वांटम वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि यह डॉ। चार्ल्स बेनेट, एक आईबीएम फेलो और क्वांटम सूचना विज्ञान के क्षेत्र में अग्रणी, हमें हमारे खेल के दूसरे पुनरावृत्ति पर प्रतिक्रिया देता है।पुनरावृत्ति चार में, हम एक विज्ञान फाई विषय पर बसे हैं जिसमें खिलाड़ी एक क्वांटिक कंप्यूटर के घटकों को पुनः प्राप्त करने के लिए एक ग्रह से दूसरे स्थान पर जाते हैं।

सीखने के मकसद

एक उच्च तकनीकी विषय को पढ़ाने के लिए एक गेम डिजाइन करते समय, हमने इस बारे में कठिन सोचा कि क्या उद्देश्य केवल उच्च-स्तर के कॉन्सेप्टिन क्वांटम कंप्यूटिंग से खिलाड़ियों का परिचय कराना है या क्वांटम कंप्यूटिंग एल्गोरिदम के गहन विवरण में जाना है। खिलाड़ियों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए हमारे खेल को सुखद बनाने के लिए, हमने क्वांटम एल्गोरिदम (जिसे तकनीकी महारत कहा जाता है) के विवरणों पर गहराई से ध्यान केंद्रित करने के बजाय उच्च-स्तरीय अवधारणाओं (जिसे वैचारिक महारत कहा जाता है) के साथ परिचित होने पर जोर दिया। हमने फैसला किया कि हमारे खेल को क्वांटम कंप्यूटिंग में इन मूलभूत अवधारणाओं के लिए खिलाड़ियों को बेनकाब करना चाहिए: क्वांटम और क्वांटम स्टेट्स, सुपरपोजिशन, उलझाव, माप, त्रुटि और एक वास्तविक क्वांटम कंप्यूटर के निर्माण में शामिल विभिन्न प्रकार के हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर घटक। हमारी डिजाइन प्रक्रिया के आरंभ में, हमने अपने गेम का लक्ष्य बनाया कि वह इसके घटक घटकों से एक क्वांटम कंप्यूटर का निर्माण करे!

सहकारिता या प्रतिस्पर्धी?

कई बोर्ड गेम प्रतिस्पर्धात्मक हैं, दांव और रणनीति की लड़ाई में खिलाड़ी के खिलाफ खिलाड़ी। चूंकि हमारा उद्देश्य एक एजुकेशनल गेम बनाना था, इसलिए हमने महसूस किया कि खेल के उद्देश्य को पूरा करने के लिए खिलाड़ियों द्वारा एक साथ काम करने पर सबसे अच्छा सीखने के परिणाम होंगे। हमने अपने खेल सत्रों के दौरान की गई टिप्पणियों से यह निर्णय लिया - खिलाड़ियों ने अक्सर एक-दूसरे से सवाल पूछे, जैसे "मैं क्या खेलता हूँ?" और "यह कैसे काम करता है?" खेल के अंतर्निहित यांत्रिकी, क्वांटम कंप्यूटिंग के यांत्रिकी की एक मजबूत समझ के लिए अग्रणी। ये बिल्कुल वैसा ही विचार-विमर्श है जैसा हम चाहते थे कि खिलाड़ी हमारे खेल को खेलते हुए आगे बढ़ें और इस तरह हमने अपने खेल को सहकारी बना दिया।

खेल कठिनाई का अंशांकन

वह गुण जो किसी खेल को महान बनाता है वह खिलाड़ी को सही समय पर सही मात्रा में चुनौती देने की क्षमता रखता है। खेल जो बहुत आसान हैं वे तुच्छ और असंतोषजनक हैं; ऐसे खेल जो बहुत कठिन हैं, निराशाजनक हो सकते हैं, जिससे परित्याग हो सकता है। इस प्रकार, हमारे पास यह सुनिश्चित करने की तीव्र इच्छा थी कि खेल केवल मज़ेदार होने के लिए पर्याप्त चुनौतीपूर्ण था, लेकिन इतना भी मुश्किल नहीं था कि खिलाड़ियों को निराशा या असंतोष से उकसाया जा सके।

एक चुनौती जो हमें कठिनाई का सामना करने में थी, यह सुनिश्चित करने के लिए कि लोगों को यह भरोसा दिलाने के लिए पर्याप्त खेल चल रहा था कि खेल बहुत आसान या बहुत मुश्किल नहीं था। इस चुनौती को पार करने के लिए, हमने वास्तव में खेल और एआई खिलाड़ियों के लिए एक सिम्युलेटर लागू किया जो इसे एक साथ खेल सकते थे। हमने गेम की कठिनाई को कम करने में मदद करने के लिए हजारों गेम सिमुलेशन चलाए, जिससे ट्वीक बना और उनके प्रभाव को समझने के लिए अधिक सिमुलेशन चला। यद्यपि AI खिलाड़ी वास्तव में यह नहीं पकड़ते हैं कि लोग हमारे खेल को कैसे खेलेंगे, हमने अनुभवपूर्वक निर्णय लिया कि AI टीम के लिए 50-60% की जीत मानव खिलाड़ियों के लिए पर्याप्त स्तर की चुनौती के अनुरूप है।

Entanglion दर्ज करें

हमारे क्वांटम वैज्ञानिकों के साथ चलने, हमारे सहयोगियों के साथ खेलने, और हजारों खेल सिमुलेशन चलाने के बाद बहुत मेहनत करने के बाद, हमारा पांचवा पुनरावृत्ति वह खेल बन गया जिसे हम अब Entanglion कहते हैं। Entanglion (शब्द उलझाव पर एक नाटक) दिसंबर 2017 में गितुब पर एक ओपन-सोर्स प्रोजेक्ट के रूप में जारी किया गया था ताकि हर कोई इसका आनंद ले सके और क्वांटम कंप्यूटिंग के बारे में जान सके। हम उन सभी को प्रोत्साहित करते हैं जो बोर्ड गेम, क्वांटम कंप्यूटिंग, या दोनों में रुचि रखते हैं, हमारे खेल का आनंद लेने और इसे एक दोस्त के साथ साझा करने के लिए।

आपके द्वारा गेम खेलने के बाद, QISkit पर जाएं और अपना गेम बनाएं, और एक वास्तविक प्रोग्राम करके क्वांटम कंप्यूटिंग के बारे में अधिक जानें।