Parrondo'nun paradoksu olarak adlandırılan bir konsepte göre, kaybedilen iki oyun kazanan bir oyuna katkıda bulunabilir.
Şimdi, fizikçiler bu paradoksun kuantum mekaniği alanında, atom altı parçacıkları yöneten kurallarda da var olduğunu gösterdiler. Ve gelecekteki kuantum bilgisayarlar için daha hızlı algoritmalara yol açabilir.
Fizikçi Juan Parrondo ilk olarak 1997'de rasgele birliğin, bir yönde harekete izin veren ancak diğerinde hareket etmeyen asimetrik, testere dişli dişliler gibi mandalları nasıl yönlendirebileceğini anlatmak için açıkladı. Paradoks fizik, biyoloji ve hatta ekonomi ve finans ile ilgilidir.
Parrondo'nun paradoksunun basit bir örneği, bozuk parayla oynanan bir oyunla gösterilebilir. Diyelim ki bir dolara bahis yapmak için bir dolara bahse girdiğinizi söyleyin, bu da size sağ tarafı tahmin etme şansınızın yüzde 50'sinden biraz daha az şans veriyor. Uzun vadede kaybedersiniz.
Şimdi ikinci bir oyun oyna. Sahip olduğunuz dolar sayısı 3'ün katı ise, yüzde 10'dan biraz daha az kazanma şansı olan ağırlıklı bir para çevirirsiniz. Bu yüzden her 10 döndürmeden dokuzu kaybedecekti. Aksi takdirde, yüzde 75'in altında kazanma şansı olan bir jeton çevirirsiniz, yani bu çevirmelerden dördünü üç kazanırsınız. İlk oyunda olduğu gibi, zamanla kaybedeceğiniz ortaya çıkıyor.
Ancak bu iki oyunu birbiri ardına rastgele sırayla oynarsanız, genel oranlarınız artar. Yeterli kez oynayın ve aslında daha zengin olursunuz.
Hindistan Parlamentosu Ulusal Bilim Eğitimi ve Araştırma Enstitüsü'nde (NISER) bir fizikçi olan çalışma yazarı Colin Benjamin "Parrondo'nun paradoksu klasik dünyada pek çok şeyi açıklıyor" dedi. Ama "onu kuantum dünyasında görebilir miyiz?"
Biyolojide, örneğin, kuantum cırcırlama, iyonların veya yüklü moleküllerin veya atomların hücre zarlarından nasıl geçtiğini açıklar. Bu davranışı anlamak için araştırmacılar, San Diego'daki California Üniversitesi'nde bir matematikçi olan David Meyer, araştırmaya dahil olmayan Parrondo'nun paradoksunun kuantum versiyonlarına dayanan basit, simüle edilmesi kolay modelleri kullanabilirler.
Paradoksu ortaya çıkaran rastgele oyun sırasını modellemenin bir yolu, jiggling mikroskobik parçacıkların hareketi veya bir fotonun güneşin çekirdeğinden çıktığı zaman dolaşım yolu gibi gelişigüzel davranışı tanımlayan rastgele bir yürüyüştür.
Rastgele bir yürüyüşü, sola mı yoksa sağa mı adım attığınızı belirlemek için bir madeni para flip'ı olarak düşünebilirsiniz. Zamanla, başladığınız yerin soluna veya sağına doğru daha ileri gidebilirsiniz. Parrondo'nun paradoksu durumunda, sola veya sağa adım atmak ilk oyunu veya ikinciyi oynamayı temsil eder.
Kuantum rastgele bir yürüyüş için, sadece kafaları veya kuyrukları değil, aynı zamanda her ikisini de veren bir kuantum para ile oyun sırasını belirleyebilirsiniz.
Bununla birlikte, tek taraflı, iki taraflı bir kuantum madalyonun Parrondo'nun paradoksuna yol açmadığı ortaya çıkıyor. Bunun yerine, Benjamin, NISER eski bir lisansüstü öğrencisi olan Jishnu Rajendran ve Şubat 2018'de Royal Society Open Science dergisinde yayınlanan teorik bir makalede gösterilen iki kuantum paraya ihtiyacınız olduğunu söyledi.. İki jetonla, yalnızca her ikisi de kafa veya kuyruk gösterdiğinde sola veya sağa adım atarsınız. Her madeni para tersini gösteriyorsa, bir sonraki çevirmeye kadar beklersiniz.
Daha yakın zamanda, bu Haziran ayında Europhysics Letters dergisinde yayınlanan bir analizde, araştırmacılar paradoksun tek bir kuantum parası kullanıldığında da ortaya çıktığını gösterdiler - ancak sadece onun tarafına inme olasılığına izin verirseniz. (Bozuk para yan tarafa gelirse, başka bir kağıt çevirmeyi beklersiniz.)
Araştırmacılar, kuantum rasgele yürüyüşler üretmenin bu iki yolunu kullanarak Parrondo'nun paradoksuna yol açan oyunlar buldular - paradoksun kuantum versiyonunun gerçekten var olduğu ilkesinin bir kanıtı, dedi Benjamin.
Paradoks ayrıca, yarının kuantum bilgisayarları için tasarlanan kuantum arama algoritmalarınınkine benzer davranışlara sahip, bu da normal bilgisayarlar için imkansız olan hesaplamaları çözebilir. Kuantum rastgele bir yürüyüş yaptıktan sonra, klasik bir rastgele yürüyüşe çıkmanıza göre başlangıç noktanızdan uzaklaşmak için çok daha yüksek bir şansınız var. Araştırmacılar, bu şekilde kuantum yürüyüşlerin daha hızlı dağıldığını ve potansiyel olarak daha hızlı arama algoritmalarına yol açtığını söyledi.
Benjamin, “Kuantum prensibi veya rastgele bir yürüyüş üzerinde çalışan bir algoritma oluşturursanız, yürütülmesi çok daha az zaman alacaktır” dedi.
Editörün Notu: Bu hikaye, Jishnu Rajendran'ın artık NISER'de yüksek lisans öğrencisi olmadığını açıklamak için güncellendi.
