7、量子比特：从游戏到理论的深入探索

量子比特：从游戏到理论的深入探索

1. 量子计算入门游戏：Qubit Touchdown

量子物理常给人困难且令人困惑的印象，为了降低这种畏难情绪并轻松引入量子计算概念，设计了一款名为 Qubit Touchdown 的棋盘游戏。该游戏可通过 The Game Crafter 按需打印获取。

1.1 游戏规则

Qubit Touchdown 是两人游戏，包含游戏棋盘、橙色足球代币、只有 0 和 1 的骰子以及 52 张行动卡。游戏开始时，一名玩家掷二进制骰子“开球”，足球代币根据掷骰子的结果从 0 或 1 开始。随后，另一名玩家开始轮流使用行动卡，根据游戏棋盘上的线条和箭头移动足球。例如，在位置 0 时，不同行动卡的效果如下：
| 行动卡 | 足球移动位置 |
| — | — |
| H | 移动到位置 + |
| √X | 移动到 -i |
| X 和 Y | 移动到 1 |
| Z、I 和 S | 保持在位置 0 |

对于测量卡，如果足球在 0 或 1 位置，什么都不会发生；否则，再次掷二进制骰子开球。当一名玩家将球移动到对手的端区得分时，掷骰子再次开球，游戏继续由另一名玩家进行。当所有行动卡都使用完后，得分最多的玩家获胜。

1.2 游戏与量子计算的联系

游戏中的所有机制都源于量子计算。虽然不一定要玩这个游戏才能继续学习相关知识，但它能帮助我们更直观地理解量子计算的一些概念。

1.3 练习题

• 练习 2.1 ：在 Qubit Touchdown 中，若球在位