
根据帕伦多悖论的一个概念,两场失败的游戏可能加起来。
现在,物理学家已经表明,这种悖论也存在于量子力学,控制亚原子颗粒的规则。它可能导致对未来量子计算机的更快算法。 [7件事的神秘物理学这是给出的
物理学家胡安·帕隆多(Juan Parrondo)首先描述了1997年的悖论,以解释如何驱动棘轮 - 不对称的锯齿齿轮,这些齿轮允许沿一个方向运动但不能允许运动。悖论与物理,生物学甚至经济学和金融有关。
可以用额外的弹力游戏来说明帕伦多悖论的一个简单示例。假设您敢打一美元,可以翻转加权硬币,这给您猜测右侧的机会略低于50%。从长远来看,您会输。
现在玩第二场比赛。如果您拥有的美元数为3的倍数,则可以将一枚加权硬币翻转,获胜的机会略低于10%。因此,其中10个翻转中有9个会丢失。否则,您将以仅75%的获胜机会翻转硬币,这意味着您将赢得其中四分之三的冠军。事实证明,就像在第一场比赛中一样,您会随着时间的流逝而损失。
但是,如果您以随机的顺序进行这两个游戏,那么您的整体赔率就会增加。播放足够的时间,您实际上最终会变得更加丰富。
研究合着者科林·本杰明(Colin Benjamin)说:“帕伦多的悖论在古典世界中解释了许多事情。”但是“我们可以在量子世界中看到它吗?”
例如,在生物学中,量子棘轮描述了离子或带电的分子或原子如何通过细胞膜。为了了解这种行为,研究人员可以根据帕伦多悖论的量子版本使用简单,易于模拟的模型,加州大学圣地亚哥分校的数学家戴维·迈耶(David Meyer)说,他不参与研究。
建模引起悖论的随机游戏顺序的一种方法是随机步行,它描述了偶然的行为,例如摇摆微观颗粒的运动或光子从太阳的核心。 [在模拟中查看太阳电晕的华丽图像这是给出的
您可以将随机的步行视为使用硬币翻转来确定您是向左还是向右走。随着时间的流逝,您可能最终会距离左侧或右边。对于帕伦多的悖论,左或右走的阶段代表了玩第一场比赛或第二场比赛。
对于量子随机步行,您可以用量子硬币确定游戏的顺序,这不仅可以提供头部或尾巴,而且还提供同时。
然而,事实证明,单个两侧的量子硬币不会引起帕伦多的悖论。相反,本杰明说,您需要两枚量子硬币,正如他和尼瑟(Niser)的前研究生Jishnu Rajendran一样,在2018年2月发表的理论论文中显示皇家学会开放科学。使用两枚硬币,您只有在显示头或尾巴时向左或向右走。如果每个硬币都显示相反,则您等到下一个翻转。
最近,在今年6月发表的《杂志》中的一项分析中欧洲物理的信,研究人员表明,当使用单个量子硬币时,也会出现悖论 - 但前提是您允许其降落在其侧面时。 (如果硬币降落在侧面,您将等待另一个翻转。)
本杰明说,利用这两种产生量子随机步行的方法,研究人员发现了导致帕伦多悖论的游戏,这证明了悖论的量子版本确实存在。
物理学家说,悖论还具有类似于为明天的量子计算机设计的量子搜索算法类似的行为,该量子计算机可能无法应对普通计算机不可能的计算。经过量子随机步行后,与进行经典的随机步行相比,您的出发点的机会更大。研究人员说,这样,量子行走更快地分散,有可能导致更快的搜索算法。
本杰明说:“如果构建一种以量子原则或随机步行作用的算法,则执行时间将花费更少的时间。”
编者注:此故事的更新是为了澄清Jishnu Rajendran不再是Niser的研究生。
最初出版现场科学。