量子搜索最新论文发表

物理学家胡安·帕朗多在1997年首次描述了这个悖论，以解释随机性如何驱动棘轮——非对称的锯齿形齿轮，允许在一个方向运动，但不允许在另一个方向运动。这个悖论在物理学、生物学，甚至经济学和金融学中都是相关的。

帕朗多悖论的一个简单例子可以用掷硬币游戏来说明。假设你在掷一枚加权硬币时押了一美元，这样你猜对右边的几率就不到50%。从长远来看，你会输的。

现在玩第二个游戏。如果你拥有的美元数是3的倍数，你掷一枚加权硬币，赢的几率略低于10%。所以10次翻牌中有9次会输。否则，你将有不到75%的机会投硬币，这意味着你将赢得四分之三的机会。结果发现，就像第一场比赛一样，你会随着时间的推移输掉。

，但如果你以随机顺序一个接一个地玩这两个游戏，你的总赔率就会上升。印度国家科学教育和研究所（NISER）的物理学家科林•本杰明说：“玩够了，你最终会变得更富有。”。但是“我们能在量子世界中看到它吗？”例如，量子棘轮效应描述了离子或带电分子或原子如何通过细胞膜。加州大学圣地亚哥分校的数学家大卫·迈耶说，为了理解这种行为，研究人员可以使用简单、容易模拟的基于帕朗多悖论量子版本的模型，他没有参与这项研究。

一种模拟产生这种悖论的随机博弈序列的方法是随机游走，它描述了随机行为，如抖动的微观粒子的运动或光子从太阳核心出来时的迂回路径。[在模拟中看到太阳日冕的华丽图像]

你可以把随机行走想象成使用硬币翻转来确定你是向左还是向右走。随着时间的推移，你可能会走到你开始的地方的左边或右边。在帕朗多悖论的情况下，向左或向右的步代表玩第一个或第二个游戏。

代表量子随机游动，你可以用一个量子硬币来确定游戏的顺序，它不仅给出正面或反面，而且同时给出两个正面或反面。

结果是，一个单面的，双面的量子硬币不会引起帕朗多的悖论。相反，本杰明说，你需要两个量子币，正如他和NISER前研究生Jishnu Rajendran在2018年2月发表在《皇家学会开放科学》杂志上的一篇理论论文中所显示的那样。用两个硬币，只有当两个硬币都显示正面或反面时，你才向左或向右走。如果每一枚硬币都显示出相反的一面，你就要等到下一次翻转。

最近在今年6月发表在《欧洲物理学快报》上的一篇分析文章中，研究人员表明，当使用单个量子硬币时，也会出现这种悖论，但前提是你允许它有可能从一边着陆。（如果硬币落在它的一边，你就等着另一个翻转。）

利用这两种产生量子随机游动的方法，研究人员发现了导致帕朗多悖论的游戏——这是量子本杰明说，这个悖论确实存在，“KDSPE”“KDSPs”这个悖论也有类似于为明天的量子计算机设计的量子搜索算法的行为，它可以解决普通计算机不可能的计算，物理学家说。在进行量子随机游走之后，你有更高的机会结束远离你的起点，而不是如果你采取经典的随机游走。研究人员说，这样一来，量子游动分散得更快，有可能导致更快的搜索算法。本杰明说：

“如果你建立一个基于量子原理或随机游动的算法，执行所需的时间就会少得多。

编者注：这篇报道是为了澄清Jishnu Rajendran是不再是NISER的研究生。

最初发表在Live Science上。

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