奇怪的悖论说两次失败等于一次胜利。它可能会带来快速量子计算机。

有色液体在水中的扩散可以描述为随机游动。一项新的研究表明，量子版的随机漫步会产生一个奇怪的悖论，两个输了的游戏可以组合成一个赢家。(图片:shutter)“kds PS”两个输了的游戏可以加到一个赢了的游戏上，根据一个叫做Parrondo paradox的概念。现在，物理学家已经证明，在主导亚原子粒子规则的量子力学领域也存在这种悖论。而且可以给未来的量子计算机带来更快的算法。【7个日常事物的神秘物理学】物理学家胡安·帕兰多(Juan Palando)在1997中首次描述了这一悖论，以解释随机性如何驱动棘轮，这是一种不对称的锯齿齿轮，允许它向一个方向移动，但不允许向另一个方向移动。这个悖论在物理学、生物学，甚至经济学和金融学中都有关联。

一个简单的Parando悖论的例子可以用抛硬币来说明。假设你在一个加权的硬币上赌一美元，那么你猜对的几率不到50%。长此以往，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，如果你掷一枚加权硬币，赢的几率略低于10%。所以10翻牌圈有9个会输。否则你扔硬币的几率不到75%，也就是说你赢了四分之三的几率。原来，就像第一局一样，久而久之就会输。

但是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。印度国家科学教育与研究所(NISER)的物理学家科林？本杰明说:“玩够了，你最终会变得更富有。”。而是“我们能在量子世界里看到它吗？”例如，量子棘轮效应描述了离子或带电分子或原子如何穿过细胞膜。加州大学圣地亚哥分校的数学家大卫·迈耶(David Meyer)表示，为了理解这种行为，研究人员可以使用一种简单且易于模拟的模型，该模型基于量子版的帕兰多悖论(Parando Paradox)，他没有参与这项研究。

模拟产生这种悖论的随机游戏序列的一种方法是随机行走，它描述了随机行为，如摇摆的微观粒子的运动或光子从太阳核心出来时的迂回路径。[参见模拟中太阳日冕的华丽图像]

你可以把随机行走想象成用抛硬币来决定你是向左走还是向右走。随着时间的推移，你可能会走到你开始的左边或右边。在帕兰多悖论的情况下，向左或向右走一步代表玩第一个或第二个游戏。

代表量子随机行走，可以用一个量子硬币来决定游戏的顺序，不仅给出正面或者反面，还可以同时给出两个正面或者反面。

因此，单面、双面量子硬币不会引起帕伦多悖论。相反，Benjamin说你需要两个量子硬币，正如他和NISER的前研究生Jishnu Rajendran在2018年2月发表在《皇家学会开放科学》上的理论论文中所展示的那样。使用两个硬币，只有当两个硬币都显示正面或反面时，你才向左或向右。如果每枚硬币都显示反面，那就要等到下一次抛硬币了。

最近，在今年6月发表在《欧洲物理快报》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，但前提是你允许它从一侧落地。如果一枚硬币落在一边，你就等着另一边翻转过来。)

利用这两种方法生成量子随机游走，研究人员发现了导致帕伦多悖论的游戏——这就是量子本杰明所说的悖论，“kdspe”和“kdsps”的悖论也具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，可以解决普通计算机无法完成的计算，物理学家说。在一次量子随机漫步之后，你有更大的机会离开你的起点，而不是经典的随机漫步。研究人员说，因此，量子行走将传播得更快，这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漫步的算法，那么执行的时间会少得多。

编者按:本报告旨在澄清，吉什努·拉金德兰不再是NISER的研究生。

最初发表在《生活科学》上。