Две изгубљене игре могу се надовезати на победничку, у складу са концептом који се зове Паррондоов парадокс.
Физичари су показали да овај парадокс постоји и у царини квантне механике, правилима која регулишу субатомске честице. А то би могло довести до бржих алгоритама за будуће квантне рачунаре.
Физичар Јуан Паррондо први је описао парадокс 1997. године како би објаснио како насумичност може покретати ратцхетсе - асиметричне зупчасто зупчасте тестере које омогућавају кретање у једном смеру, али не и у другом. Парадокс је релевантан у физици, биологији, па чак и економији и финансијама.
Једноставни пример Парадондовог парадокса може се илустровати игром пребацивања новчића. Рецимо да се кладите на долар пребацивањем пондерираног новчића који вам даје нешто мање од 50-постотне шансе да погодите праву страну. Дугорочно бисте изгубили.
Сада играјте другу игру. Ако је број долара који имате више од 3, бацате новчић са мало мањом од 10 процената шансе за победу. Тако би девет од 10 тих прегиба изгубило. У супротном, морате бацити новчић са мање од 75% шансе за победу, што значи да бисте освојили три од четири окрета. Испада да ћете, као и у првој утакмици, с временом изгубити.
Али ако ове две игре играте једну за другом насумичним редоследом, укупни изгледи ће вам порасти. Играјте довољно пута и заправо ћете завршити богатији.
"Парадокс Парронда објашњава толико ствари у класичном свету", рекао је коаутор студије Цолин Бењамин, физичар на индијском Националном институту за научно образовање и истраживање (НИСЕР). Али "можемо ли то видети у квантном свету?"
На пример, у биологији квантно ракетање описује како јони или набијени молекули или атоми пролазе кроз ћелијске мембране. Да би разумели ово понашање, истраживачи могу да користе једноставне моделе који се лако симулирају на основу квантних верзија Паррондовог парадокса, рекао је Давид Меиер, математичар са Калифорнијског универзитета у Сан Дијегу, који није био укључен у истраживање.
Један начин да се моделира насумични низ игара који изазива парадокс јесте случајним ходом, који описује случајна понашања, попут кретања микроскопских честица које се крећу или круг пута фотона када излази из сунчеве језгре.
Случајну шетњу можете замислити као окретање новчића како бисте одредили да ли корачате улево или удесно. Временом ћете можда завршити лево или десно од места где сте започели. У случају парадокса Паррондоа, закорачење улево или удесно представља играње прве или друге игре.
За квантни случајни ход можете одредити редослед игре помоћу квантног новчића који даје не само главе или репове, већ и истовремено.
Испоставило се, међутим, да једнострани, двострани квантни новчић не рађа Паррондов парадокс. Уместо тога, рекао је Бењамин, потребна су вам два квантна новчића, што су он и Јисхну Рајендран, бивша студентица дипломираног студија на НИСЕР-у, показали у теоријском раду објављеном у фебруару 2018. у часопису Роиал Социети Опен Сциенце. Са две кованице прелазите лево или десно само када обе показују главе или репове. Ако сваки новчић покаже супротно, сачекаћете следећи преокрет.
У новије време, у анализи објављеној овог јуна у часопису Еуропхисицс Леттерс, истраживачи су показали да парадокс настаје и када се користи појединачни квантни новчић - али само ако допустите могућност да он пристане на његову страну. (Ако новчић слети са своје стране, чекате још један окрет.)
Користећи ова два начина генерисања квантних случајних шетњи, истраживачи су открили игре које су довеле до Пардондовог парадокса - доказ принципа да квантна верзија парадокса заиста постоји, рекао је Бењамин.
Парадокс такође има понашања слична онима алгоритама квантне претраге дизајнираних за сутрашње квантне рачунаре, који би могли да се баве прорачунима који су немогући за нормалне рачунаре, кажу физичари. Након што кренете квантним случајним ходом, имате много веће шансе да завршите далеко од почетне тачке него ако сте кренули класичним случајним ходом. На тај начин, квантне шетње се шире брже, што потенцијално води до бржих алгоритама претраживања, рекли су истраживачи.
"Ако изградите алгоритам који ради на квантном принципу или случајним ходом, требаће много мање времена да се изврши", рекао је Бењамин.
Напомена уредника: Ова прича је ажурирана како би се разјаснило да Јисхну Рајендран више није студент на НИСЕР-у.
