Дивне фигурице
Легендарный тетрис был создан в 80-х годах прошлого века Алексеем Пажитновым. Математик
Пајитнов је објавио једну од првих верзија игре на совјетском микрокомпјутеру „Електроника-60“
Циљ Тетриса је да се креће и ротира падајућигеометријски облици да формирају потпуне редове на дну поља за игру, бодујући поене. Са практичне тачке гледишта, ово је игра брзине реакције и концентрације, али математичари на ово гледају из другог угла. Научници су анализирали рачунску сложеност Тетрис алгоритма и утврдили да он припада класи НП-потпуних – недетерминистичких полинома; не постоје ефикасни алгоритми решења за такве ствари.&нбсп;
Кључни проблем је у томе што количиназа проналажење решења за прорачун расте експоненцијално са повећањем броја променљивих (величина проблема). На пример, ако постоје четири параметра, онда је потребно 16 итерација, а ако је 100, онда 2 ^ 100, што је више од атома у Универзуму (!). Типичан рачунар, када је правилно подешен, може да уради неколико милијарди ових итерација у секунди. Сходно томе, он лако решава мале НП-проблеме набрајањем, а када променљиве постану приметно веће од 15, престаће да решава.
Што се тиче Тетриса.Величина задатка класичне игре је мала: на засебном кораку, постоји тренутни пејзаж у стаклу (пољу за игру) - ово је параметар, не утиче значајно на количину прорачуна. Постоје информације о тренутној и следећој фигури – то су две групе варијабли: за сваку фигуру постоје максимално четири (иако за квадрат – само једна) оријентације у простору и највише 10 координата „слетања“ фигуре. Сваки потез има 40 стања, два имају 1.600, нема више информација, ово је мали НП проблем. Иако Тетрис може бити компликован: повећајте број ћелија на 100 и уверите се да играч зна не само која ће бити следећа цифра, већ и стотину следећих, онда би било проблема.
Не познајете ни друге НП-комплетне игреиз друге руке: миноловац, судоку, ознака, па чак и некомерцијална верзија Супер Мариа. Упркос једноставности њихових правила, под одређеним условима њихова димензија се повећава, рачунар не може да понуди идеално решење. Зашто математичари брину? Зато што су избор најбоље руте, оптимизација процеса или распореда такође проблеми НП класе.&нбсп;
Класични "Марио" је изгледао овако
Логичке игре су изузетно погодан полигон за тестирањеалгоритами тестирања и њихова софтверска имплементација. Загонетке су најчешће „чисте“, без разних врста изузетака од правила која су инхерентна практичним проблемима. Простор стања таквих проблема има подесиву димензију, а својства се не мењају приликом скалирања (на пример, ознаке 2к2, 4к4, 3к6). Сва стања су описана на исти начин. Математички опис загонетки, по правилу, такође није тако сложен као опис животних проблема.&нбсп;
Време "квантних" играчака
Исти проблем са ранцем (како да стане више ствариу ограниченом простору) прилично подсећа на игру Тетриса, а ефектни резултат ће бити користан за логистичке компаније, јер ће им омогућити да не троше ресурсе. Ако се за било који од ових проблема или игара пронађе алгоритам „полиномијално брз“, онда се било који други проблем из НП класе може решити једнако „брзо“. У теорији, квантни рачунари ће помоћи у томе, али за сада постоје само прототипови ових рачунара будућности. 2018. је чак измишљен нови концепт који описује тренутно стање производње квантних процесора – НИСК ера (бучна квантна ера средњег нивоа), или време субквантних технологија.&нбсп;
Док научници раде на побољшању квантапроцеса, руководиоци компанија траже модерне аналоге који помажу у оптимизацији рада производње. Таква „замена“ су постали алгоритми инспирисани квантима који проналазе 95-99% оптимално решење на конвенционалним рачунарима. У Русији то ради КуСолве – задаци на којима компанија ради припадају класи НП, а математичари развијају и побољшавају алгоритме за решавање пословних проблема. У КуСолвеу, за тестирање сопственог решавача (решавача), користили су ознаке, што је помогло да се пронађе пар грешака у алгоритму и да се додају интерфејсу софтверског пакета.
Да ли савремени научници заиста не раде ништа осимДа ли размишљате о томе како да све побољшате и оптимизујете? Наравно да не. У слободно време настављају да измишљају игрице. Програмери су већ успели да претворе већину игара у НП, додајући мало магије квантних физичких феномена.&нбсп;
Овако су се појавиле квантне технологије у последњих 10 година.даме, квантна морска битка и квантни тиц-тац-тое. Посебну популарност је стекао квантни шах, у којем се чак одржавају турнири, а шампиону се додељује титула велемајстора. Већина нових „квантних игара“ изграђена је на фундаменталном принципу квантне механике – суперпозицији.&нбсп;
На пример, шаховске фигуре могу бити унутранеколико места на табли у исто време, што значи да је теже бранити се и нападати - то чини игру непредвидивом и спектакуларном. 2016. су чак снимили и кратки филм који је приказао партију квантног шаха између Стивена Хокинга и Пола Рада, глумца познатог по улози Ант-Ман у Марвеловом филмском универзуму.
Снимак екрана игре. Овако је изгледала онлајн табла у утакмици између Хокинга и Руда. Тада је глумац победио легендарног физичара
Не знамо да ли ће ове игре бити овакве у будућностиуобичајени као обични тик-так-тое, тетрис и таг, али ће дефинитивно инспирисати математичаре да креирају јединствене алгоритме за решавање практичних пословних проблема и развој технологије. У то нема сумње.&нбсп;
Опширније:
Научници су открили да облик Млечног пута уопште није оно што смо мислили
Две супер-Земље пронађене на ивици насељиве зоне: једна од њих има угодну температуру
Пронађена црна рупа која уништава рекорд звезда близу Земље