DOOM Réimaginé : Aventure de Jeu Quantique

Dans un twist un peu bizarre de l'informatique, un jeu vidéo classique, DOOM, a été réinventé pour tourner sur un ordinateur quantique. Ce projet mixe le monde de l'informatique quantique avec une touche de nostalgie. DOOM, connu pour son influence sur le genre des jeux de tir à la première personne, fonctionne sur un circuit quantique, soulignant l'étrangeté qu'il peut effectivement tourner sur "quoi que ce soit".

#The Concept

Imagine jouer à un jeu nostalgique comme DOOM sur un système quantique au lieu de ton setup de jeu habituel. Dans cette version, seul le premier niveau de DOOM est recréé en utilisant la logique quantique. Le jeu fonctionne sur un ensemble de Portes quantiques, en particulier des Hadamards et des Toffolis, qui ensemble font office de blocs de construction pour ce jeu quantique. Bien que ce soit complexe, cette version vise à fonctionner assez efficacement pour tourner sur un ordinateur portable standard, montrant le potentiel de la Simulation quantique.

#The Legacy of DOOM

Lancé à l'origine en 1993, DOOM a fait sensation en tant que l'un des premiers grands tireurs 3D et est depuis devenu une icône culturelle. Ses mécaniques ont pavé la voie pour des tonnes de jeux qui ont suivi. L'expression "DOOM peut tourner sur n'importe quoi" est devenue une sorte de mème sur Internet, avec le jeu compilé pour fonctionner sur des appareils aussi bizarres que des distributeurs automatiques de billets et même des tests de grossesse. Cet héritage a créé le cadre parfait pour réaliser une version du jeu sur un ordinateur quantique.

#Quantum Computing Basics

L'informatique quantique est un domaine qui vise à exploiter les principes de la mécanique quantique pour traiter des informations. Dans l'informatique traditionnelle, les données sont gérées en bits, qui peuvent être soit 0 soit 1. Les ordinateurs quantiques, par contre, utilisent des Qubits qui peuvent exister dans plusieurs états en même temps. Cette capacité unique permet des calculs plus complexes.

Pour l'instant, l'informatique quantique est dans une phase souvent appelée l'ère NISQ, qui signifie Noisy Intermediate-Scale Quantum. Cela veut dire que les applications pratiques de l'informatique quantique sont encore limitées, et les chercheurs n'ont pas encore vu d’avantages significatifs par rapport aux ordinateurs classiques pour les tâches quotidiennes. Cependant, la curiosité et l'expérimentation continuent, menant à des projets créatifs comme Quandoom.

#The Technical Setup

Le circuit quantique derrière Quandoom est assez vaste, impliquant plus de 72 000 qubits et environ 80 millions de portes. Cette échelle massive permet au jeu de simuler des comportements quantiques tout en fournissant une référence pour les logiciels de simulation quantique. En jouant à ce jeu, les utilisateurs peuvent s'engager dans un style de jeu classique, tout en découvrant les bizarreries et les subtilités de l’informatique quantique.

#Quantum Registers and Operations

Dans ce jeu, les données sont organisées en registres, qui sont essentiellement des collections de qubits détenant diverses informations liées au jeu. Par exemple, il y a des registres pour suivre la santé du joueur, les munitions et le statut des différents éléments du jeu. Chaque registre est soigneusement codé pour gérer l'information, souvent en utilisant des entiers pour simplifier les calculs.

Diverses opérations de base sont mises en place pour gérer ces registres, comme l'addition, la soustraction et la comparaison. Ces opérations forment la colonne vertébrale des fonctions de niveau supérieur qui permettent au jeu de fonctionner sans accrocs. Étant donné la nature des Circuits quantiques, chaque opération doit être réversible, ajoutant une couche de complexité à sa conception.

#Drawing on the Quantum Canvas

Au cœur de Quandoom, on retrouve le rendu visuel du jeu. Cela se fait en manipulant des qubits pour représenter des pixels sur l'écran. Le jeu prend l'état du système quantique, applique les entrées de l'utilisateur basées sur les pressions de touches, et utilise des outils de simulation construits sur mesure pour créer une sortie graphique.

Le processus de dessin commence par la fonction la plus simple de bascule des états de pixel. Quand un joueur se déplace ou interagit avec des objets, le jeu détermine quels pixels changer selon l'état actuel du jeu. Un aspect unique est qu'en raison de la nature réversible des opérations quantiques, le rendu apparaît souvent sous forme de représentation filaire plutôt qu'une image entièrement texturée.

#Rendering Lines and Shapes

Une fois la capacité de dessiner des pixels individuels établie, la prochaine tâche est de créer des lignes. Cela nécessite de stocker temporairement des informations sur le point de départ et d'arrivée de la ligne, puis de tracer chaque point en chemin. Cela se fait à l'aide de portes quantiques et de registres supplémentaires pour suivre le mouvement.

Cependant, dessiner dans un espace 3D pose des défis. Les circuits quantiques doivent projeter des points des coordonnées tridimensionnelles sur un écran bidimensionnel. Cela implique de calculer la position de chaque point par rapport à la vue du joueur, ce qui peut devenir assez complexe.

#Using Pre-calculated Data

Dans le développement de jeux habituel, "baking" fait référence à la pré-calculation d'éléments comme l'éclairage ou la physique pour améliorer les performances durant le gameplay. Quandoom utilise cette technique, mais plutôt par pure paresse que par besoin pressant d'optimisation.

Par exemple, au lieu de calculer la taille des Sprites en temps réel, le jeu pré-calcule différentes tailles pour chaque sprite selon la hauteur requise. Quand une certaine taille est demandée pendant le jeu, il accède simplement à la version pré-rendue au lieu de calculer en direct. Cela fait gagner beaucoup d'efforts en codage et garde le circuit quantique gérable.

#Level Design

Quandoom propose une version simplifiée du layout de niveau original de DOOM. Le jeu est divisé en pièces distinctes, chaque pièce étant rendue selon la position du joueur. Le design évite intentionnellement les complexités comme les salles secrètes et les labyrinthes compliqués pour garder la fonctionnalité simple.

Créer ces niveaux implique un placement soigneux des murs et des obstacles dérivés du jeu original DOOM. Cette méthode pratique assure une représentation fidèle tout en s’adaptant aux bizarreries du rendu quantique.

#Enemies and Gameplay Mechanics

Les ennemis dans Quandoom conservent leurs emplacements d'origine de DOOM mais sont légèrement ajustés pour le rythme du jeu. Étant donné les limitations du jeu, les métriques de santé et de dégâts sont modifiées pour offrir une expérience plus équilibrée.

Le hasard joue un rôle dans les mécaniques de gameplay, influençant si les tirs touchent les cibles ou si les ennemis réagissent d’une certaine manière. Ce hasard est simulé à l'aide de portes quantiques pour assurer une variété de résultats dans le gameplay.

#Simulating the Game

Malgré les complexités des opérations quantiques, le jeu peut être simulé efficacement sur un ordinateur portable standard. Le truc réside dans la façon dont les qubits aléatoires sont gérés. La conception permet au jeu de réinitialiser certains qubits pour maintenir la simplicité et éviter des complications qui pourraient surgir à partir de phases négatives.

En gardant le circuit quantique structuré de manière à maximiser l'efficacité, les créateurs peuvent faire tourner le jeu sans accrocs. Cela ouvre des discussions sur la catégorisation des circuits quantiques et leur potentiel pour la simulation classique.

#Conclusion

Quandoom est une intersection ludique entre nostalgie et technologie de pointe, prouvant que même quelque chose d'aussi bizarre que faire tourner un jeu classique sur un ordinateur quantique est possible. Bien que ce ne soit peut-être pas l'application la plus pratique de l'informatique quantique, ça sert d'exploration fantaisiste de son potentiel.

Le projet met en avant non seulement les compétences techniques requises pour naviguer dans la programmation quantique mais également l'esprit d'innovation et de créativité qui pousse la communauté tech à repousser les limites. Des mécaniques de jeu classiques aux défis uniques posés par les processus quantiques, Quandoom se dresse comme un emblème du fascinant monde de l'informatique, où tout est possible.

La prochaine fois que tu penses à DOOM, souviens-toi de son héritage, et amuse-toi à l'idée que tu peux maintenant y jouer sur un ordinateur quantique—si seulement tu as accès à un !