
原來2025年恰逢量子百周年紀念,國立台灣科學教育館特於「世界量子日」前夕,4月12、13日在科教館1樓大廳舉辦「量子百周年紀念-2025世界量子日科普市集」

不僅有量子系列主題攤位、還有專業的教授講座等等,來讓大家知道甚麼是量子,聽起來是不是很硬的課題,別怕,就把他當作是娛樂的遊戲就好。
而本次要前往的活動,可以說是量子科普世集的前哨戰,由於本次活動免費,所以網路開放報名30組(一大一小),沒錯,您沒有看錯,就只有30組名額,而本次活動就是藉由小遊戲:教量子井字棋遊戲,讓小朋友甚至大人更簡單的初步了解量子,雖然針對兒童,但陣容一點也不馬虎,授課講師可是在此領域翹楚的:中原大學物理系系主任溫文鈺教授以及國立中央大學物理學系郭家銘教授!所以說能參加到這次活動,還真的以說是值回票價(呃...好像是免費
)依工作人員指示入座後,充滿期待的等待活動開始~

活動開始,講師開始解講一些量子的基本概念,讓現場的大朋友小朋友可以先初步了解甚麼是量子,因為等等的遊戲需要用到一些專有名詞...


終於來到小朋友最期待的環節啦,其實,這個小遊戲簡單來說,就是傳說的大家耳熟能詳的井字遊戲,俗稱OOXX(圈圈叉叉),只是加上了量子的特性,造就出更豐富的玩法,勝負也就更精采。
讓我們簡單回顧一下傳統井字遊戲。
這是一個簡單的兩人遊戲,玩家在一個3x3的方格上畫「X」或「O」交替標記,目的是要在任意一行、列或對角線上連成三個自己的標記「X」或「O」,最先連成三個的人就獲勝。
那麼,「量子」井字遊戲有什麼不同呢?
在量子井字遊戲中,每個玩家的標記不再僅是固定的「X」或「O」,而是包含了:確定態、疊加態、糾纏態等,需要思考一些策略來贏得遊戲。
先來看一下規則與說明:

大概的遊戲方法與傳統的OOXX一樣,依序下棋,只要率先連成一條線即可獲勝,只是在OOXX的遊戲前提下,要依照量子棋上的說明來進行"量測"才能知道最終是哪一方佔領這一格。因為有各種狀態(確定態、疊加態、糾纏態)的棋子,無法得知確定態在哪邊,所以遊戲必須進行到最後全部放滿或是剩一個空格時(只剩一格時當下輪到的一方可以選擇直接量測或是把該格下滿),進所謂的"量測",才可以把各種量子態做最終確定。
進一步說明:

首先雙方分好「O」以及「X」,每人有6枚量子棋,量子棋有以下三種:
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| 確定態 | 疊加態 | 糾纏態 |
這邊先簡單說明各種圖示大概意思:
1.確定態
在量子井字遊戲中,確定態指的是玩家的標記為確定的「X」或「O」。這就像我們在傳統井字遊戲中所選擇的格子一樣,當你放下一個「X」或「O」後,這個符號確定地存在於所放置的格子,簡單來說就是O或是X,不用進行量測,若一路都用確定態那一面進行遊戲,就跟一般的OOXX沒兩樣。
| 舉例:當你在第一行的第一個格子放下「X」,這個動作就將此格變成確定態,其他玩家無法再在那個格子放置不同的標記(疊加態、糾纏態或「O」)。 |
2.疊加態
疊加態是量子物理中的一個核心概念,意味著在量子井字遊戲中,玩家可以在某一回合中將標記放置於多個格子,這些標記將進入一種疊加態,表示這些選擇的可能性。就是有可能是「O」,也有可能是「X」的意思,在量測之前無法得知是甚麼,所以當要下「疊加態」時,一次須放置兩枚,在九宮格棋盤上任意位置放置2個量子棋,在遊戲最後量測時,指定其中的一個進行量測(遊戲中同一方有可能多次放置疊加態,所以要記得是哪兩個方塊進行疊加,量測只針對同一次疊加所放的2個方塊),量測時使用遊戲內附上的硬幣(一面O一面X),擲出後若是O(或是X),依照棋面上的指示進行移除或是轉成確定態(假設是「X」方,擲出「O」就是移除該棋子,擲出「X」就是保留該棋子,「O」方則相反),若是指定的那個棋子被移除,表示另一顆就需轉成確定態;若是指定的這顆棋子轉成確定態,另一顆就必須移除。
| 舉例:假設你是「O」玩家,在你的回合中選擇將「O」放在第一行的第一個格子和第二個格子。此時,這兩個選擇並未確定處於疊加狀態,直到下個回合進行測量(即最後確定標記的位置),在此之前這兩個「O」同時存在於這兩個格子裡。 |
3.糾纏態
糾纏態是在量子物理中兩個或多個粒子之間的一種特殊狀態,它們即使在遠距離的情況下仍然會影響彼此。顧名思義,在量子井字遊戲中,我們可以將糾纏態應用於兩個玩家之間的互動。一次放置一枚,只要其中一方放置後,另一方可以選擇要不要與其糾纏。
若是要糾纏,就必須一樣放置糾纏態,到最後量測時,指定其中一個進行量測,若硬幣擲出O,那另一方則是X,反之亦然;若是不糾纏,那就直接認定是放置方的棋,所以基本建議進行糾纏。如果有下疊加態或是棋盤沒下滿就進行測量,棋盤上還會有空間,若沒有分出勝負,可以繼續下到分出勝負或是和局。
| 舉例:假設「X」玩家在某個位置下了標記,而「O」玩家可以選擇不直接對抗,反而選擇在其他位置進行戰略性佈局。此時,這雙方的選擇讓他們的標記之間存在一種聯絡,決定著遊戲的未來走向。舉例來說,若「X」玩家選擇了一行,而「O」玩家選擇了該行的其他格子,這樣的選擇使得兩名玩家的策略糾纏在一起,影響彼此的勝算。 |
是不是有點頭昏腦脹~~~

來看教授與哥哥實際玩一次:哥哥(X)、教授(O)

→哥哥起手在中間5下了確定態(X);教授7(O)

→教授請哥哥下疊加態(記得要下兩顆),選了2&9

→教授選擇在6放置糾纏態。

→哥哥決定跟教授糾纏,因此在4放置相同顏色的糾纏態,意思是之後的量測會是確定為O,另一則為X。(教授說明:這樣的糾纏其實並不理想,因為無論OX都無法連成一條線)

→輪到教授選擇放置2顆疊加態在3&8。
剩下1,哥哥可以選擇放置糾纏態X、確定態X,或者是開始量測階段。

這次哥哥決定開始量測9的疊加態X(對應2的疊加態X),硬幣骰到X,因此9依照疊加態上的說明須留下X;對應2的疊加態需移除。
換教授也選擇了量測3的疊加態(O)(對應8的疊加態O),硬幣骰到O,因此3依照疊加態上的說明須留下O;對應8的疊加態需移除。
開始量測後,需繼續量測到沒有量子棋才能繼續。

→教授想法是阻擋哥哥贏,所以下1&2的疊加態。
哥哥又選擇了量測,但硬幣骰到X,依照疊加態O的說明是要移除X,因此!!!
教授贏了


再玩了幾輪之後,文組爸爸發現,領悟力確實不然小朋友,兒子應該是30組裡面最小的參加者,在聽完教授的教學之後,直接殺的爸爸潰不成軍...隔壁的5年級大哥哥,看得這個小朋友盛氣凌人,便想著要給它教育一下,沒想到也是被殺穿...
雖然文組爸爸對這個「量子」完全沒有概念,但在各種報導以及老高的科普下,也是了解這是對人類科研一個十分重要的領域,也希望透過這個有意義的活動,讓大家更了解量子,也期待更多才能之士,能在這個領域發光發熱,讓之後的我們能享受到更多科學帶來的便利!
最後邀請現場小孩同台較勁,兒子居然是現場年紀最小的

實際上場來玩吧~
其實了解玩法及規則之後,會發現量子井字遊戲每個回合都充滿了選擇的可能性和策略的深度;透過確定態、疊加態和糾纏態,讓井字遊戲增加了趣味性,還能玩中學量子物理的奇妙之處!
最後,這裡有2024量子井字棋大賽_前導教學 可以參考會更理解呀~


科博館真的是很棒的所在~~謝謝賞文!


























































































