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Quantum Moves – jetzt könnt ihr auch Quantenmechanik

Von / 14. April 2016 / 19 Kommentare
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Trotz aller Bemühungen, Dinge wie die Quantenmechanik anschaulich zu erklären, ist das Ganze schon ziemlich abstrakt. Oder besser gesagt: abstrakt gewesen. Denn zumindest einen Teil der QM könnt ihr jetzt auf eurem Computer oder Tablet ausprobieren (leider anscheinend nicht unter Linux). Und zwar mit dem Spiel Quantum moves.

Eure Aufgabe ist es, ein Atom einzufangen und an seinen Bestimmungsort zu bringen, ganz ähnlich, wie man es z.B. in aktuelle Experimenten für Quantencomputer macht. Ihr braucht aber keine aufwändige optische Pinzette (ein Laser, der ein entsprechendes elektromagnetisches Feld generiert), sondern ihr könnt das auf eurem Computer (Handy, Tablet) simulieren.

Das ganze ist eine Aktion der Aarhus University in Dänemark. In nature gab es dazu heute gleich mehrere Artikel, denn erstaunlicherweise ist es den Spielerinnen des Computerspiels gelungen, Strategien für den Transport von Atomen zu entwickeln, die man bisher so nicht eingesetzt hat; im Zusammenspiel mit den Optimierungsalgorithmen der Universität konnten damit die Transportvorgänge deutlich verbessert werden.

Über die Details schreibe ich vielleicht demnächst noch mal etwas – jetzt solltet ihr erst mal losspielen und sehen, was ihr so schafft. (Um mal anzugeben, bei einem der Levels bin ich aktuell auf Platz 3 der Highscore-Liste, dafür habe ich immer noch nicht verstanden, wie das letzte Level eigentlich funktioniert….)

Also viel Spaß beim Rumspielen.

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Kommentare (19)

  1. #1 rolak
    14. April 2016

    Falls die entsprechende Fachliteratur immer noch auf dem aktuellen Stand ist, wirds morgen beim AusziehSofa-durch-die-Wohnung-transportieren möglicherweise QuantenMomente geben: Das Sofa klemmt in einer Kurve, kein Vor, kein Zurück – und trotzdem ists da reingetunnelt ;‑)

    erst mal losspielen

    Vielleicht am Sonntag, völlig abgeschlafft.

  2. #2 Kuriose, schockierende, witzige und seltsame News - 16 - Forumla.de
    16. April 2016

    […] gegen den Krebs? – blooDNAcid Quantum Moves – jetzt könnt ihr auch Quantenmechanik Quantum Moves – jetzt könnt ihr auch Quantenmechanik – Hier wohnen Drachen Vorgetäuschte Kontrollen: Umweltministerium will EnBW Betrieb von AKW untersagen […]

  3. #3 rincewind.ii
    18. April 2016

    @rolak:
    das Problem hatte doch auch Dirk Gently, nur dass das Sofa ihm im Treppenhaus stecken geblieben war…
    vielleicht fehlte ihm dieser Blog-Beitrag, sonst hätte er auch Quantenmechanik gekonnt…

  4. #4 rolak
    18. April 2016

    auch Dirk Gently

    Deswegen erlaubte ich mir, ihn als Fachliteratur zu verlinken, rincewind.ii.

  5. #5 MartinB
    18. April 2016

    @rolak
    Und, haste es auch ohne interdimensionale Türöffnung hinbekommen?

  6. #6 rolak
    18. April 2016

    ohne interdimensionale Türöffnung

    Wir mußten ja, MartinB, bei der letzten Party hat einer den Teleporter geklaut. Allerdings gibt es da einen hochkomplexen, doch schon seit Äonen bekannten Algorithmus: divide et impera. Das AusziehSofa¹ ist nämlich nicht nur ein Zweisitzer, sondern auch ein Zweiteiler, oder, wie GIC gesagt hätte: stratum est divida in partes duo.
    Ach was, zu zweit tragend wird so ein unhandliches Teilstück flexibel verlängert, alleine verdickt man es in der Mitte, also an der ungünstigsten Stelle für die schmalen Kurven.

    Die KonditionsDisgnose für gestern war übrigens ziemlich korrekt – nur etwas zu vorsichtig. Das SpielProbieren ist verschoben worden…

    _____
    ¹ jaja, da gabs schon diverse Witzeleien drüber

  7. #7 MartinB
    19. April 2016

    Aber nach so ner schwierigen Schlepperei ist QM dann ja ein leichtes… Das Spiel ist schon nett.

  8. #8 rolak
    19. April 2016

    Spiel ist schon nett

    Insbesondere das Ergründen innerer Strukturen (jetzt mehr des Spieles, weniger des Codes) fasziniert(e) mich an Computerspielen, wie zB bei der Odyssee, nicht Homer, nicht 2001, sondern 1984 oder, in etwas leichter, beim Game of Robot mit schnuckeligster CGA-Grafik.

    Doch wegen möglichen Reinhängens sind bei mir mittlerweile Spiele dieser Art (die anderen werden ruckzuck von selber langweilig) streng limitiert…

  9. #9 MartinB
    20. April 2016

    Muss zugeben, dass ich die beiden nicht kenne und früher auch wenig computergespielt habe (auf meinem Ti99 habe ich meine Spiele selbst programmiert).
    Inzwischen spiele ich ganz gern, aber da darf dann auch die Grafik schick sein…

  10. #10 rolak
    20. April 2016

    Muss zugeben

    Aber das ist doch kein Versäumnis, das zugegeben werden müßte, MartinB, sowas wird nur konstatiert. Generell dürfte bei jedem die Liste des Nichtgemachten deutlich länger sein als die des Gemachten. Die Liste der intensiv gespielten Spiele, also mit KartenMalen, Datenbank bisherigen Wissens etc pp kann ich bequem an beiden Händen abzählen – und zwar mit der herkömmlichen Methode, nicht binär.
    Bin soeben in eine Zwangspause geschickt worden, irgendwas Virales, das im Verbund mit dem SchmalAsthma eine unverschämte Husten/Atmen-Belästigung etablierte, die kaum Agieren, insbesondere kaum Quasseln erlaubt :‑/ Als Antitussivum gibts ~Codein, was bei mir in der zur Reizunterdrückung notwendigen Dosis üblicherweise schräge Nebeneffekte hat – vielleicht genau richtig für das oben vorgestellte Spiel ;‑)

  11. #11 MartinB
    20. April 2016

    @rolak
    Igitt. Codein ist fies, wenn ich mich recht entsinne, da kann man nicht mal husten, wenn man es will.
    Aber Spiele spielen, wenn man nicht ganz fit ist, ist immer gut.

  12. #12 JürgenBrandes
    Karlsruhe
    8. Mai 2016

    @MartinB
    Dir sind schon viele Komplimente gemacht worden und ich möchte mich anschließen. In deinen Beiträgen liegt hohes fachliches Niveau verbunden mit der Fähigkeit, Fachleuten und Nichtfachleuten schwierige Theorie verständlich zu machen. So positiv äußere ich mich selten, aber es sind deine Beiträge zur Quantenmechanik, die mir – trotz vieler Fachliteratur zuvor – zu einem eigenen Standpunkt zum Thema Interpretationen der Quantenmechanik verholfen haben. Vor allem gilt das für deinen Beitrag Quantenmechanik und Realität. Mal sehen, wann die ersten Zweifel kommen.
    Das hat mich überzeugt: „Tatsächlich gibt es Interpretationen der Quantenmechanik, die von einer physikalisch realistischen Wellenfunktion ausgehen. Das Problem kann umgangen werden, indem man davon ausgeht, dass es einen “bevorzugten Beobachter” gibt (vornehm ausgedrückt, eine “preferred foliation”). so dass immer eindeutig ist, wie die Wellenfunktion kollabiert.“
    Warum das zu meinen Konzepten passt, steht auf meiner Website http://www.grt-li.de unter „Interpretationen der Quantenmechanik und Lorentz-Interpretation“. Gefällt nicht jedem, aber muss ja nicht so bleiben.

  13. #13 MartinB
    9. Mai 2016

    @JürgenBrandes
    Ich sehe dort zunächst ein – meiner Ansicht nach – fehlerhaftes Argument zur Energie eines teilchens. Wie man die Energie eines Teilchens im Schwerefeld korrekt behandelt, ist in der ART nicht einfach – es wird ausführlich im Buch “Exploring Black holes” vorgerechnet (ich glaube, in Kapitel 8).

  14. #14 JürgenBrandes
    Karlsruhe
    9. Mai 2016

    Meine Energieformeln sind aus Lehrbüchern. Die Energieformel in „Exploring Black Holes“ – sie wird dort „map energy of a stone per unit mass“ genannt – stimmt mit der Formel von Rebhan und anderen überein. Es gilt: „map energy and angular momentum are constants of motion.“ Meine Energieformel sieht nur etwas anders aus, denn sie bezieht für einen hoch geworfenen Stein auf den Umkehrpunkt, dann ist v=0 und dt/dtau folgt direkt aus der Schwarzschildmetrik. Damit wird die Formel einfacher.
    „Exploring Black Holes“ ist leider sehr teuer. Das Kap. 8 schaue ich mir demnächst in der Unibibliothek an.

  15. #15 MartinB
    10. Mai 2016

    @JürgenBrandes
    “„Exploring Black Holes“ ist leider sehr teuer.”
    Man findet den Entwurf des Buchs online auf der Verlagsseite
    https://www.eftaylor.com/exploringblackholes/index.php
    Dass die Formeln passen, ist eine Sache – wichtig ist die Interpretation: Die “map energy” kann man soweit ich es verstehe nicht unbedingt als ganz normale Energie interpretieren.

  16. #16 Quantum moves – die Physik der Spielzüge – Hier wohnen Drachen
    10. Mai 2016

    […] Neulich habe ich ja kurz das Spiel “Quantum Moves” vorgestellt. Vielleicht habt ihr es ja auch schon ausprobiert und den einen oder anderen High-Score geknackt. In diesem Artikel schaue ich ein wenig auf die Physik des Spiels und welche Phänomene der Quantenmechanik man dabei erleben kann (die zu verstehen, kann im Spiel durchaus helfen). […]

  17. #17 JürgenBrandes
    Karlsruhe
    10. Mai 2016

    @MartinB
    Dein Literaturhinweis ist genial. Dort ist sogar ein neues Kapitel zum Nachweis der Gravitationswellen, das ich als erstes näher angeschaut habe. Natürlich habe ich alles kopiert, es ist alles sehr einsichtig hergeleitet.
    Du sagst:“ Die „map energy“ kann man soweit ich es verstehe nicht unbedingt als ganz normale Energie interpretieren.“ Mein Argument dafür ist, dass, wenn man die map energy in eine Reihe entwickelt, sich näherungsweise die Summe Ruheenergie + potenzielle Energie + kinetische Energie ergibt. Nimmt man ein im Gravitationsfeld ruhendes Teilchen, ist es besonders einfach, da die kinetische Energie null ist. Für diesen Sonderfall bleibt als Alternative zu sagen: Die Energie eines im Gravitationsfeld ruhenden Teilchens ist das, was man dort misst. Im lokalen Inertialsystem gilt die SRT und dann folgt: Die Energie des Teilchens ist Ruhemasse mal c^2. Das ist auch vernünftig, aber es fehlt der Anteil der potenziellen Energie.
    Auf meiner Website habe ich das ausführlicher diskutiert: https://www.grt-li.de/Talk-Brandes-2013.htm
    Auf jeden Fall hast du Recht, die map energy kann man nicht von vornherein als normale Energie interpretieren.

  18. #18 MartinB
    11. Mai 2016

    @Jürgen
    Weiß nicht, ob ich dich richtig verstehe.
    “Die Energie eines im Gravitationsfeld ruhenden Teilchens ist das, was man dort misst. Im lokalen Inertialsystem gilt die SRT und dann folgt: Die Energie des Teilchens ist Ruhemasse mal c^2”
    Ein im Gravitationsfeld ruhendes teilchen ist allerdings nicht (oder bestenfalls für einen infinitesimalen Moment) in einem Inertialsystem.
    Generell ist das Konzept der potentiellen Energie in der ART ziemlich schwierig, aber da bin ich auch kein Experte.

  19. #19 JürgenBrandes
    Karlsruhe
    11. Mai 2016

    @MartinB
    „Ein im Gravitationsfeld ruhendes teilchen ist allerdings nicht (oder bestenfalls für einen infinitesimalen Moment) in einem Inertialsystem.“
    Ja, richtig, der infinitesimale Moment ist entscheidend. Man nehme ein im Gravitationsfeld ruhendes Teilchen. Zum Zeitpunkt t = 0 lasse man es frei fallen. Dann ist die Energie im lokalen Inertialsystem Ruhemasse mal c^2 und die stimmt mit der Energie eines ständig ruhenden Teilchens überein, weil zum Zeitpunkt t = 0 deren Relativgeschwindigkeit v = 0 ist. Das kann man nachlesen bei Rebhan, Relativitätstheorie, S. 245.
    Danke für deine Antworten, ich will dich aber nicht vom Spielen abhalten. Vielleicht versuche ich das mal, die Bedienungsanleitung habe ich bereits etwas gelesen.