Saskaņā ar koncepciju, ko sauc par Parrondo paradoksu, uzvarot var pieskaitīt divas zaudētas spēles.
Tagad fiziķi ir parādījuši, ka šis paradokss pastāv arī kvantu mehānikā - noteikumos, kas regulē subatomiskās daļiņas. Un tas varētu novest pie ātrākiem algoritmiem nākotnes kvantu datoriem.
Fiziķis Huans Parrondo pirmo reizi aprakstīja paradoksu 1997. gadā, lai izskaidrotu, kā nejaušība var vadīt sprūdus - asimetriskus, zāģa zobus, kas ļauj kustēties vienā virzienā, bet ne otrā. Paradokss ir būtisks fizikā, bioloģijā un pat ekonomikā un finansēs.
Vienkāršu Parrondo paradoksa piemēru var ilustrēt ar monētu uzsitiena spēli. Informējiet, ka veicat likmi dolāram par svērtas monētas uzsiešanu, kas dod nedaudz mazāk nekā 50 procentu iespēju uzminēt labo pusi. Ilgtermiņā jūs zaudētu.
Tagad jāspēlē otrā spēle. Ja jums ir dolāru skaits, kas dalās ar 3, jūs pagriežat svērto monētu ar nedaudz mazāk nekā 10 procentu iespēju laimēt. Tātad deviņi no desmit no šiem pārslām zaudētu. Pretējā gadījumā jums nākas uzsist monētu ar nedaudz zemāku par 75 procentu laimesta iespējamību, kas nozīmē, ka jūs laimēsit trīs no četrām no šīm atlokiem. Izrādās, ka tāpat kā pirmajā spēlē laika gaitā jūs zaudēsit.
Bet, ja jūs spēlējat šīs divas spēles pēc kārtas nejaušā secībā, jūsu vispārējās izredzes palielinās. Spēlējiet pietiekami daudz reizes, un jūs faktiski kļūsit bagātāki.
"Parrondo paradokss izskaidro tik daudzas lietas klasiskajā pasaulē," sacīja pētījuma līdzautors Kolins Benjamiņš, fiziķis Indijas Nacionālajā zinātnes izglītības un pētniecības institūtā (NISER). Bet "vai mēs to varam redzēt kvantu pasaulē?"
Piemēram, bioloģijā kvantu spriegošana apraksta, kā joni vai lādētas molekulas vai atomi iziet caur šūnu membrānām. Lai izprastu šo uzvedību, pētnieki var izmantot vienkāršus, viegli simulējamus modeļus, kuru pamatā ir Parrondo paradoksa kvantu versijas, sacīja Deivids Meijers, Kalifornijas Universitātes San Diego matemātiķis, kurš nebija iesaistīts pētījumā.
Viens veids, kā modelēt izlases veida spēļu secību, kas rada paradoksu, ir izlases veida gājiens, kas apraksta nejaušu uzvedību, piemēram, jiggling mikroskopisku daļiņu kustību vai fotona apļveida ceļu, kad tas izkļūst no saules kodola.
Varat iedomāties izlases pastaigu kā monētas atloka izmantošanu, lai noteiktu, vai virzāties pa kreisi vai pa labi. Laika gaitā jūs varētu nonākt tālāk pa kreisi vai pa labi no vietas, kur sākāt. Parrondo paradoksa gadījumā solis pa kreisi vai pa labi nozīmē pirmās vai otrās spēles spēlēšanu.
Kvantu izlases veida pastaigai jūs varat noteikt spēles secību ar kvantu monētu, kas dod ne tikai galvas vai astes, bet arī abas vienlaikus.
Izrādās, ka vienpusēja, abpusēja kvantu monēta tomēr neizraisa Parrondo paradoksu. Tā vietā, sacīja Benjamiņš, jums ir vajadzīgas divas kvantu monētas, kā viņš un JISnu Rajendrans, bijušais NISER maģistrantūras students, parādīja teorētiskajā darbā, kas 2018. gada februārī publicēts žurnālā Royal Society Open Science. Ar divām monētām jūs pakāpjaties pa kreisi vai pa labi tikai tad, ja abas rāda galvas vai astes. Ja katra monēta rāda pretējo, jūs gaidāt, līdz nākamajai flipi.
Pavisam nesen analīzē, kas šā gada jūnijā tika publicēta žurnālā Europhysics Letters, pētnieki parādīja, ka paradokss rodas arī tad, ja tiek izmantota viena kvantu monēta - bet tikai tad, ja jūs pieļaujat iespēju tai nolaisties uz sāniem. (Ja monēta nolaižas uz sāniem, jūs gaidāt citu pārsegu.)
Izmantojot šos divus kvantu izlases veida pastaigu ģenerēšanas veidus, pētnieki atrada spēles, kas noveda pie Parrondo paradoksa - pierādījuma principam, ka paradoksa kvantu versija patiešām pastāv, sacīja Benjamīns.
Paradoksam ir arī uzvedība, kas līdzīga rītdienas kvantu datoriem izstrādātajiem kvantu meklēšanas algoritmiem, kas varētu veikt aprēķinus, kas normāliem datoriem nav iespējami, apgalvo fiziķi. Pēc kvantu izlases pastaigas jums ir daudz lielākas izredzes nonākt tālu no sākuma punkta nekā tad, ja jūs izvēlētos klasisko izlases pastaigu. Tādā veidā kvantu pastaigas izkliedējas ātrāk, potenciāli novedot pie ātrākiem meklēšanas algoritmiem, sacīja pētnieki.
"Ja jūs izveidosit algoritmu, kas darbojas pēc kvantu principa vai izlases veida gājiena, tā izpilde prasīs daudz mazāk laika," sacīja Benjamiņš.
Redaktora piezīme: Šis stāsts tika atjaunināts, lai precizētu, ka Jishnu Rajendran vairs nav NISER absolvents.
