Un juego de Mus digital y un nuevo Game of Life, con detalles de Física Cuántica.

Vicente Lloret, Nicolás Lobato, Arturo Jerónimo y Martín Galarreta, estudiantes de Física en la Universidad Complutense de Madrid, han creado una versión digital del juego tradicional de naipes del Mus, donde las cartas muestran algunos efectos basados en la Física Cuántica (que rige cómo de comporta nuestra realidad a niveles atómicos y subatómicos). En su juego, una carta puede estar en estado de superposición de otras cartas (as y caballo de bastos, por ejemplo), o estar indeterminado su valor (entre 1 y 7 de oros), y no definirse hasta que se juegan; o que el turno pase de forma imprevista por efecto túnel, todo ello comportamientos inspirados en fenómenos cuánticos.

QuantuMus es una adaptación cuántica del clásico juego de cartas españolas, con una estética renovada y nuevas mecánicas, todas ellas inspiradas en la física y computación cuántica. Únete a una partida para jugar con tus amigos, o enfréntate solo contra la inteligencia artificial en un juego que combina las reglas clásicas del mus con nuevas dinámicas que harán las partidas más interesantes que nunca.

Su juego, en versión demo. ha ganado el premio extraordinario a la Mejor Propuesta Cuántica en la 1ª edición del concurso BrinQo Quantum Computing Game Jam celebrado en el Centro de Supercomputación de Galicia (Cesga) e impulsado por proyecto Quorum Spain del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI).

La información del juego QuantuMus, todavía en desarrollo, está disponible en Itch.io, dede dnde también puede descargarse:

Se ha rediseñado completamente la estética clásica del mus, adaptándola al mundo cuántico.
Por ejemplo, las cartas se representan con la notación de bra-ket de Dirac, ampliamente usada en mecánica cuántica. Además, se han reemplazado los “palos” tradicionales por las letras griegas Delta, Psi, Theta y Phi. Así, la estética es más moderna, simple y conectada con la física cuántica.
Además, en la pestaña de creación de partida los jugadores podrán formar dos equipos de dos jugadores como en el mus clásico: Copenhague y Bohmian. Estos nombres son una referencia a dos de las interpretaciones de la teoría cuántica. Dentro de cada equipo, se podrá elegir entre 4 personajes para identificarte en la partida: Preskill, Zoller, Broadbent y Nicole Yunger Halpern para el equipo Copenhagen, y Cirac, Deutsch, Simmons y Karen Hallberg para el equipo Bohmian. Estos personajes corresponden a investigadores reales que han realizado importantísimas contribuciones al desarrollo de la computación cuántica. Durante la partida, se podrá hacer clic encima de dichos personajes para ver una pequeña pestaña con información relevante acerca de sus descubrimientos.
Por otra parte, las acciones de Mus, Pasar o Envidar se han representado con “puertas cuánticas”: Puerta H (Hadamand) para hacer Mus, Puerta I (Identidad) para Pasar, y puerta M (Medición) para Envidar
Por último, se ha añadido junto a las cartas una imagen de un vector en la esfera de Bloch, representando el estado cuántico de la carta. Para cartas normales, el vector se mantendrá fijo. Para cartas entrelazadas o en superposición, se podrá ver cómo el vector se mueve a lo largo de dicha esfera, indicando al jugador que esa carta está en superposición de estados o entrelazada.

Las reglas básicas del juego son exactamente las mismas que las del mus clásico. Las nuevas “reglas cuánticas” se centran en las cartas y la mano.
Primero, se han añadido dos tipos de cartas: las cartas en superposición, y las cartas entrelazadas. Las cartas en superposición se caracterizan por ser combinación lineal de dos estados (palo y número) distintos, con probabilidades variables. Por ejemplo, una carta en superposición podría ser una combinación de un 7 y un 4, con un 30 y un 70 por ciento de posibilidades, respectivamente. Al envidar en un lance en el que alguno de los estados de la superposición pueda influir (un as en chicas, un rey en grandes, etc), la carta colapsará a uno de los estados de la superposición.
Por otra parte, las cartas entrelazadas son cartas en superposición de dos estados con misma probabilidad (50/50), pero con la característica de que están “ligadas” a otra carta de la baraja, de forma que si una de ellas colapsa, la otra también colapsará pero al estado contrario. Por ejemplo, si tenemos una carta entrelazada (As/Rey Phi), tendrá que haber otra carta en la baraja en la misma superposición de estados. Entonces, si nuestra carta colapsará a un As Phi, la otra carta colapsará a un Rey Phi.
Para obtener información sobre las superposiciones, se puede hacer clic en las cartas, donde se nos indicará los estados superpuestos, y con qué probabilidad pueden colapsar. Además, aquellas cartas que estén superpuestas o entrelazadas tendrán un brillo por el borde para facilitar su identificación, además de indicar en la propia carta cuáles son los distintos estados posibles. Si otro jugador tuviera una carta entrelazada con una de las tuyas también se representará con un brillo. Por último, para facilitar la toma de decisiones se indicará en todo momento la probabilidad de que tu mano actual colapse (tras realizar el envite correspondiente) a una mano con juego, o a una mano con pares.
La superposición o entrelazamiento pueden dar lugar a situaciones que en el mus clásico es imposible que se den. Por ejemplo, en los lances de “Pares” y “Juego”, los jugadores deben decir si tienen o no. El problema surge que en nuestra versión cuántica del Mus puede suceder que se tengan las cartas necesarias para tener pares o juego, pero que algunas de ellas se encuentren en superposición. Por ejemplo, puede darse el caso en el que un jugador tenga un 5, y un 5 superpuesto con un 4. Para estos casos, se ha añadido la opción adicional de decir “Puede”.
(...)
Por último, se ha incorporado la mecánica de tunelamiento cuántico a la elección de mano. En el juego clásico, la mano va rotando hacia la derecha después de cada juego. No obstante, en Quantum Mus existe una probabilidad muy pequeña (1%) de que, en vez de pasarse a la derecha, se pase a cualquiera de los otros 3 jugadores (incluso al jugador que fue mano en el juego anterior), es decir; que la mano haga “efecto túnel”.
(...)

Ciertamente estas reglas hacen complicada la existencia material del juego, pero sí es posible programarlo informáticamente.

También recientemente, un equipo de investigación de la Universidad de Laguna, formado por Daniel Escánez Expósito, Jorge García Díaz, Daniel del Castillo, la catedrática Pino Caballero Gil y el profesor titular de la Universidad de la Rioja Eduardo Sáenz de Cabezón; ha presentado QGoL: Quantum Game of Life, un estudio en Quantum Information Processing, sobre el Juego de la Vida, el famoso experimento matemático creado por John Conway en 1970. 

Recordemos que el Juego de la Vida (sin relación con el juego de mesa homónimo) es un experimento informático en que sobre un tablero infinito de casillas cuadradas (células), que en cada turno (generación) vive o muere en función de las casillas vivas a su alrededor. Si se deja transcurrir el juego, el paso del tiempo crea estructuras que pueden desaparecer, permanecer inalteradas o crecer indefinidamente; o formar patrones que se repiten o que se desplazan por el tablero (naves).

Según recoge la ULL:

“Cuando estamos en este esquema cuántico, la célula ya no está completamente viva o muerta. Ahora puede tener, por ejemplo, un 50% de probabilidad de estar viva y un 50% de estar muerta, como al tirar una moneda y que salga cara o cruz. Además, estas probabilidades podemos manipularlas tanto como queramos, alcanzando distintas ponderaciones: 70-30, 60-40, 0-100, cualquier combinación que sume 100 es posible. Entonces, para aplicar las reglas, ya no es trivial contar los vecinos vivos. Ahora tus vecinos tienen probabilidades, y se debe calcular cómo afectan a la célula en la siguiente generación. Fue el primer problema al que nos enfrentamos, y a través de la computación cuántica se pudo expresar de manera sencilla y directa”, explica Escánez Expósito.
(...)
“Si tuvieras que hacerlo con un ordenador clásico o a mano, tendrías que hacer un número exponencial de multiplicaciones (...) Pero con la computación cuántica, el circuito hace todas esas operaciones a la vez, de manera natural, gracias a la superposición” (...)
“El Juego de la Vida cuántico puede modelar cualquier aplicación del juego clásico, pero computándolo mediante mecánica cuántica”, señala Escánez Expósito. “Se puede usar para estudiar fenómenos probabilísticos, como sistemas biológicos, sociales o económicos, y entender cómo reglas simples generan comportamientos variados”(...)
(...)

Existen varios juegos de mesa comerciales más originales con inspiración cuántica, ya sea de forma decorativa, argumental, o con mecánicas de juego implementadas (A continuación, unos cuantos como ejemplo). También existen diversas versiones "cuánticas" de juegos tradicionales como el Ajedrez.

Quantum
de Philip Slater

Quantum
de Eric Zimmerman

Qwantum
de Stefan Kloß & Anna Oppolzer & Reinhard Staupe

Dead Cat: A Quantum Physics Card Game
de Luca Kling

|Hop> Quantum Game
de João S. Ferreira & Daniel Larose

Cat in the box
de Muneyuki Yokouchi

 

Tutti Quantum
de Ajša Zdravković

 

     
Quantum Theory - Fermi's path
de Nestore Mangone & Carlo Camarotto