science >> Wetenschap >  >> Fysica

Verstrengelde fotonen gebruiken om quantum Go . te spelen

Schets van quantum Go-machine. een, Experimentele opstelling van de kwantumstenen doos. De gegenereerde fotonparen kunnen worden afgestemd op maximaal verstrengelde toestanden, niet-maximaal verstrengelde toestanden en producttoestanden om zich als verschillende kwantumstenen te gedragen, zie Methoden. B, De instortingsmeetmodule. Nadat de fotonen in deze module zijn gekomen, ze zullen worden gemeten door de polariserende bundelsplitser (PBS), waarna de kwantumtoestand instort naar pad 1 en 3 (of pad 2 en 4). Vier enkelvoudige fotondetectoren zetten de fotonsignalen om in elektronische signalen. C, De time-of-flight opslagmodule. Vier uitgangskanalen van de module voor instortingsmeting worden naar deze module geleid. De informatie over het instortingsresultaat van elk paar verstrengelde fotonen kan worden verkregen na het bepalen van een goed tijdvenster voor samenvallen, en geregistreerd als een effectieve opgeslagen toestand in de tijdreeksgegevens. We coderen de signalen coïncidentie in kanaal 1 en 3 als "1", en kanaal 2 en 4 als "0". NS, Schets van het spelen van quantum Go met de quantumstenen uit de tijdreeksgegevens. Twee robotarmen vertegenwoordigen de twee agenten die helpen om het spel Quantum Go samen uit te voeren. Ze halen afwisselend de kwantumstenen uit de kwantumsteendoos en leggen elke steen op twee snijpunten van het virtuele bord. Wanneer een kwantumsteen op een kruispunt met buren wordt geplaatst, het spel krijgt de instortingsresultaten van de tijdreeksgegevens met een meting met terugwerkende kracht in de instortingsmeetmodule. Krediet:arXiv:2007.12186 [quant-ph]

Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in China heeft een vorm van het bordspel Go ontwikkeld met behulp van verstrengelde fotonen. Ze hebben een paper op de preprint-server van arXiv geplaatst waarin ze hun game beschrijven en uitleggen waarom ze denken dat hun setup kan worden gebruikt als basis voor het maken van andere op kwantum gebaseerde games.

Go is een bordspel dat enigszins lijkt op dammen - het wordt gespeeld op een vierkant bord gevuld met een raster van dozen, hoewel het om zwarte en witte stenen gaat in plaats van rode en zwarte schijven. Twee spelers plaatsen om de beurt stenen op de hoekpunten van de vierkanten, in plaats van binnen hen. Het doel voor elke speler is om meer van het bord te omsluiten dan hun tegenstander - rivaliserende stukken kunnen worden geslagen door ze te omcirkelen op alle orthogonaal aangrenzende punten. Op het eerste gezicht, het spel lijkt eenvoudig, maar bij nadere beschouwing blijkt dat door complexiteit een hoog spelniveau kan ontstaan. In deze nieuwe poging de onderzoekers probeerden de complexiteit van Go te vergroten door een kwantumelement toe te voegen. In plaats van stenen te gebruiken, ze gebruikten verstrengelde fotonen en in plaats van dat elke speler een enkele steen neerlegde, spelers legden een paar verstrengelde fotonen neer. In de kwantumversie van het spel, beide verstrengelde fotonen blijven in het spel op het virtuele bord totdat er contact is met een ander foton. Op dat punt, slechts één van de verstrengelde fotonen blijft in het spel. Het toevoegen van verstrengelde fotonen verhoogt de complexiteit van het spel omdat het toevoegen van paren het aantal mogelijke configuraties verdubbelt. En dat, natuurlijk, maakt het voor beide spelers moeilijker om hun volgende zet uit te werken. In kwantum Go, spelers kunnen nog steeds de steen (foton) van een tegenstander vangen door deze te omringen - met één uitzondering - de steen mag niet in een verstrengelde staat zijn. De dingen nog interessanter maken, de speler weet niet van tevoren of de steen verstrikt is - als het blijkt te zijn, de omsingeling wordt teniet gedaan en de steen blijft op het bord.

De onderzoekers creëerden een versie van quantum Go met behulp van verstrengelde fotonen en ontdekten dat bij het continu genereren van verstrengelde fotonen naarmate het spel vorderde, ze waren in staat om een ​​willekeurig element in het spel te introduceren, die, zij merken op, is vereist om steeds krachtigere AI-systemen te bouwen die geavanceerde games kunnen spelen met een element van willekeur, zoals pokeren.

© 2020 Wetenschap X Netwerk