Квантовая запутанность побеждает: преимущество квантовых технологий в простой игре на сотрудничество

Исследователи из Оксфордского университета и Университета Севильи продемонстрировали явное преимущество квантовых технологий в задаче сотрудничества, известной как «игра нечетного цикла». Результаты исследования, опубликованные в престижном журнале Physical Review Letters под руководством первого автора Питера Дрмоты, убедительно показывают, что команда, использующая квантовую запутанность, может выигрывать значительно чаще, чем команда без доступа к квантовым ресурсам.
Квантовая запутанность побеждает: преимущество квантовых технологий в простой игре на сотрудничество
Изображение носит иллюстративный характер

В то время как большинство предыдущих демонстраций квантового превосходства включали сложные вычисления, трудные для понимания неспециалистами, данное исследование предлагает более доступный пример преимущества квантовых технологий. Это особенно важно, учитывая, что убедительных демонстраций превосходства квантовых компьютеров над классическими до сих пор было немного.

«Игра нечетного цикла» представляет собой нелокальную игру, в которой участники команды должны отвечать на запросы без возможности общаться друг с другом. Правила игры таковы: игроки должны присвоить одну из двух возможных расцветок тарелке на круглом столе с нечетным числом мест. Судья случайным образом назначает игрокам либо одну и ту же тарелку, либо соседние. Чтобы выиграть, игроки должны вернуть одинаковый цвет для одной и той же тарелки и разные цвета для разных тарелок. При этом игроки не знают, какое место было назначено их партнеру.

Для эксперимента исследователи использовали два удаленно запутанных иона стронция, расположенных на расстоянии 2 метров друг от друга. Ионы контролировались двумя независимыми системами ионных ловушек, названными «Алиса» и «Боб». Перед началом игры игроки обменивались квантово-запутанным состоянием.

Результаты эксперимента оказались впечатляющими. Квантовая стратегия привела к более высоким показателям успеха, чем лучшая возможная классическая стратегия. Исследователи сначала определили классический предел вероятности выигрыша, а затем продемонстрировали, что квантовая стратегия превысила этот предел с "26-сигма уверенностью». Измерения показали корреляции между игроками, которые невозможно достичь с помощью классической стратегии.

Значимость этого исследования заключается в том, что оно представляет собой первую демонстрацию квантового преимущества, объясненную способом, доступным для неспециалистов. Авторы отмечают, что им удалось продемонстрировать «наивысшую нелокальную долю между физически разделенными устройствами с закрытой лазейкой детектирования». Это наглядно показывает, что квантовые системы могут превосходить классические подходы в более простых, легко описываемых задачах.

В будущем исследователи планируют оценить квантовые стратегии в других нелокальных кооперативных играх. В частности, они рассматривают возможность реализации игры «Магический квадрат» (пример «квантовой псевдо-телепатии») и потенциальное увеличение числа игроков для реализации игры GHZ. Эти исследования могут найти применение в будущем квантовом интернете через коммуникацию с помощью запутанности.


Новое на сайте

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка