Vova Krasen
0 
2818
571
Podle konceptu Parrondova paradoxu se mohou dvě vítězné hry přidat k vítězným.
Nyní, fyzici ukázali, že tento paradox existuje také v oblasti kvantové mechaniky, pravidel, kterými se řídí subatomické částice. A mohlo by to vést k rychlejším algoritmům pro budoucí kvantové počítače. [Tajemná fyzika 7 každodenních věcí]
Fyzik Juan Parrondo poprvé popsal paradox v roce 1997, aby vysvětlil, jak může náhodnost pohánět rohatky - asymetrická ozubená kola, která umožňují pohyb v jednom směru, ale ne ve druhém. Paradox je relevantní ve fyzice, biologii a dokonce i v ekonomice a financích.
Jednoduchý příklad Parrondova paradoxu lze ilustrovat pomocí hry s převracením mincí. Řekněme, že vsadíte dolar na převracení vážené mince, která vám dává o něco méně než 50 procent šanci uhádnout pravou stranu. Z dlouhodobého hlediska byste ztratili.
Nyní zahrajte druhou hru. Pokud je počet dolaru násobkem 3, převrátíte váženou minci s mírně menší než 10% pravděpodobností výhry. Takže devět z 10 těchto převrácení by ztratilo. V opačném případě se vám hodí mincí s téměř 75 procentní šancí na výhru, což znamená, že vyhrajete tři ze čtyř z těchto překlopení. Ukázalo se, že stejně jako v první hře byste časem prohráli.
Pokud však tyto dvě hry hrajete jeden po druhém v náhodném pořadí, vaše celkové šance vzrostou. Hrajte dostkrát a nakonec budete bohatší.
„Parrondův paradox vysvětluje tolik věcí v klasickém světě,“ řekl spoluautor studie Colin Benjamin, fyzik z indického Národního institutu pro vědu a vzdělávání (NISER). Ale „můžeme to vidět v kvantovém světě?“
Například v biologii kvantová ratcheting popisuje, jak ionty nebo nabité molekuly nebo atomy procházejí buněčnými membránami. K pochopení tohoto chování mohou vědci používat jednoduché, snadno simulovatelné modely založené na kvantových verzích Parrondova paradoxu, řekl David Meyer, matematik na kalifornské univerzitě v San Diegu, který se nezúčastnil výzkumu.
Jedním ze způsobů, jak modelovat náhodnou sekvenci her, která vede k paradoxu, je náhodná procházka, která popisuje náhodné chování, jako je pohyb kroutících se mikroskopických částic nebo obvodová dráha fotonu, když se vynoří ze slunečního jádra. [Viz nádherné obrazy sluneční korony v simulacích]
Náhodnou procházku můžete považovat za použití mincového převrácení, abyste určili, zda jste šli doleva nebo doprava. Postupem času můžete skončit dále vlevo nebo vpravo od místa, kde jste začali. V případě Parrondova paradoxu představuje krokování doleva nebo doprava hraní první nebo druhé hry.
Pro kvantovou náhodnou procházku můžete určit pořadí hraní s kvantovou mincí, která dá nejen hlavy nebo ocasy, ale také obě současně..
Ukazuje se však, že jednostranná, oboustranná kvantová mince nevytváří Parrondův paradox. Místo toho, Benjamin řekl, budete potřebovat dvě kvantové mince, jak on a Jishnu Rajendran, bývalý postgraduální student NISER, ukázali v teoretické práci zveřejněné v únoru 2018 v časopise Royal Society Open Science. Se dvěma mincemi vstoupíte doleva nebo doprava, pouze pokud obě ukazují hlavy nebo ocasy. Pokud každá mince ukazuje opak, počkejte na další převrácení.
Více nedávno, v analýze publikované letos v červnu v časopise Europhysics Letters, vědci ukázali, že paradox také vzniká, když je použita jediná kvantová mince - ale pouze v případě, že jí umožníte přistát na její straně. (Pokud mince dopadne na stranu, čekáte na další převrácení.)
Pomocí těchto dvou způsobů generování kvantových náhodných procházek objevili vědci hry, které vedly k Parrondovu paradoxu - důkaz o principu, že kvantová verze paradoxu skutečně existuje, řekl Benjamin.
Paradox má také chování podobné chování algoritmů kvantového vyhledávání navržených pro zítřejší kvantové počítače, které by mohly řešit výpočty, které jsou pro běžné počítače nemožné, říkají fyzici. Po absolvování kvantové náhodné procházky máte mnohem větší šanci skončit daleko od svého výchozího bodu, než kdybyste se vydali klasickou náhodnou procházkou. Tímto způsobem se kvantové procházky rozptylují rychleji, což může vést k rychlejším algoritmům vyhledávání, uvedli vědci.
"Pokud postavíte algoritmus, který pracuje na kvantovém principu nebo náhodném procházení, bude spuštění mnohem kratšího času," řekl Benjamin.
Poznámka editora: Tento příběh byl aktualizován, aby objasnil, že Jishnu Rajendran již není postgraduálním studentem NISER.
Původně publikováno dne .