看了今年的量子国际象棋大赛，我人已经晕了

本文来自微信公众号：游戏研究社（ID：yysaag），作者：嘤肉卫星，头图来自：unsplash

在上周举行的Q2B世界量子计算会议上，一位来自亚马逊公司的量子计算研究员成功卫冕了量子国际象棋大赛的冠军。

是的，你没有看错。在这个“遇事不决，量子力学”已经成为一个梗的时代里，世界某个角落的一群天才们正聚集在一起，使用“量子形态”的棋子在棋盘上一决高下。

五年前，南加州大学物理专业研究生克里斯·坎特维尔（Chris Cantwell）在导师的帮助下将“量子力学”与“国际象棋”这两个毫不相关的概念糅合到了一起，研发出了一款名为“量子象棋”的奇怪游戏。

由于其中加入了复杂且严谨的“量子规则”，这款游戏在学术圈中得到快速传播。2016年，著名科学家史蒂夫·霍金和漫威英雄“蚁人”的扮演者保罗·路德就一起拍了一段宣传短片《任何人都可以量子》，视频中两人就一起下了一局前所未见的“量子象棋”。

虽然“量子力学”本身晦涩难懂，但克里斯发明这个游戏的初衷就和短片的名字一样，向普通人普及量子理论的基础知识。在谈及原因时，他曾说道：“希望人们通过游戏，对量子领域有一点直观的感觉，能够让帮助人们更好的理解量子现象。”

如何进行一局“量子象棋”？

其实它的规则和那个著名的假想实验“薛定谔的猫”差不多。

由于专业知识所限，这里我无法长篇大论地解释实验背后的理论，重点是这个实验最后的推论——实验进行时，猫会处于生与死的叠加态，直到被外部观测后，才会出现确定的结果。

同样的，量子象棋的核心规则就是：每一枚被移动的棋子也会处于“移动”和“没有移动”的叠加态中，直至棋盘上的观测行为出现。

举个例子，如果我试图把下面位于D1位置的皇后以“量子形态”移动到D3，那么由于棋子处于“移动”和“静止”的叠加态中，这时棋盘上就会出现两个皇后：

根据“薛定谔的猫”理论，这枚皇后既可能在D1也可能在D3，所以下一步你可以移动任意位置的皇后来展开攻势；同样的，对手也可以攻击你处在任意位置的皇后。

由于这条基本规则，传统国际象棋中判定胜负的条件——“将死对手的国王”已经不再适用；在量子象棋中，你必须要吃掉棋盘上对手的“所有国王”，方才能取得胜利。

虽然把“量子力学”作为基础规则的象棋游戏听上去有点离谱，但实际上，这个游戏有着相当严谨的判定规则。

一个处在“量子态”的棋子会遇到很多复杂的情况，当然最基础的有两种：吃和被吃。

再举个例子，下图中位于f3的骑士正处于量子态，它既存在于f3，也存在于c4，但当棋手试图使用f3的马去吃e5的兵时，就相当于外界做了一次“观测”，于是在吃子的瞬间，两种叠加态又塌缩为了一种，即“f3的骑士吃掉了e5的兵”，那么原本位于c4的另一个骑士自然也就不存在了。

完全没理解？没关系，我也是

至于另一种情况，当处于量子态的棋子成为对手的吃子目标时，也有两种情况。一种是棋子确实在当前位置，于是处于量子态的棋子被吃；但还有一种可能，那就是棋子存在于另一个位置，所以游戏中常常会出现“皇后被吃，但皇后依旧存在”的情况。

当红方棋子移动到b3，并不意味着吃掉了蓝方皇后，因为皇后还会在d1，只是排除了一种可能

根据规则，棋手可以自由决定自己是使用正常手段移动棋子，还是使用特殊的“量子移动”，因此棋盘上会同时存在两种状态的棋子。

由于量子态的存在，也就导致了一枚正常棋子完全可以穿过一枚量子态棋子转而攻击其他目标，这样一来“量子象棋”便衍生出了大量打破常规，不合逻辑的新战术，当然这也很像“量子力学”本身。

而根据规则，当一枚正常象棋穿过“量子态象棋”时，由于“量子纠缠”的作用，会导致正常棋子自动转变为量子态，并同时存在于两个位置。这种将正常棋转变为量子棋的方法，也是在比赛两届冠军，来自亚马逊的亚历山大·库比卡（Aleksander Kubica）大量使用的技巧。

首届量子象棋大赛于2020年在Q2B量子计算会议中举行，作为国际量子计算领域的前沿峰会，每年都会吸引大量相关领域的研究人员。去年，亚历山大就是打败了来自谷歌的参赛选手夺冠。

当然，就像真正的量子力学一样，这款游戏所包含的新规则远不止我上面提到的那些，每一位选手都必须进行比传统象棋更复杂、更严密的计算，才能在棋盘上打败对方。

如果你对自己的象棋水平很有自信，试图挑战这款“量子象棋”的话，也可以去这款游戏的Steam页面亲自试试。

本文来自微信公众号：游戏研究社（ID：yysaag），作者：嘤肉卫星