Quantum XOR Oyunları tam olarak nedir?

Biraz araştırma yaptım ve xor oyunlarını (klasik ve kuantum) tartışan birkaç farklı makale buldum . Birinin xor oyunlarının tam olarak ne olduğuna ve kuantum hesaplamada nasıl kullanıldıklarına veya kullanılabileceğine / yararlı olabileceğine dair kısa bir tanıtım açıklaması yapıp yapamayacağını merak ediyorum .

Kuantum xor oyunları, Bell'in teoreminin arkasındaki fikirleri büyük ölçüde basitleştirmenin bir yöntemidir , bu da yerel gizli değişkenlerin hiçbir fiziksel teorisinin kuantum mekaniğinin tüm tahminlerini asla üretemeyeceğini belirtir.

Temel olarak, iki qbit birbirine karıştığında, büyük ölçüde birbirlerinden uzak olsalar bile üzerlerindeki ölçümler birbiriyle ilişkili görünür. O zaman soru, qbitlerin dolaşma sırasında nasıl çökeceklerine (böylece onlarla birlikte "yerel gizli değişkenler" taşıyacaklarına) veya ölçüm sırasında nasıl çökeceklerine karar verip vermeyeceklerine (böylece uzaktan bir tür anlık "ürkütücü eylem gerektirip gerekmediğine karar vermesidir. "). Bell'in teoremi ve xor oyunları, ikincisinin yanına sıkıca iner.

Xor oyunları genellikle bazı rastgele bitler verilen iki kişiyi (Alice ve Bob) ve iletişim olmadan, mantıklı bir formül yapmak amacıyla başka bitleri çıkarırlar.

$X$$Y$$a$$b$$X \cdot Y = a \oplus b$$0$Bu oran% 75 oranında kazanır. Ancak Alice ve Bob dolaşmış bir qbit çiftini paylaşırlarsa, zamanın% 85'ini kazanmak için bir strateji geliştirebilirler! Sonuç, bu yerel gizli değişkenlerin varlığını çürütür, çünkü eğer qbits yerel bir gizli değişken (bazı bit dizisi) içeriyorsa, Alice ve Bob aynı bit dizisini klasik stratejilerinde kullanmak için önceden paylaşmış olabilirler. % 85 kazanma şansı; hiçbir bit dizesi bunu yapmalarına izin vermediği için, dolaşmış qbit'lerin paylaşılan bir bit dizisine (yerel gizli değişken) güvenemeyeceği ve bir spookier gerçekleştiği anlamına gelir. Sen (genişletilmiş açıklama ile) Microsoft'un Q # örneklerinde CHSH oyunun bir uygulama görebilirsiniz burada .

CHSH oyununun en iyi açıklaması bu videodaki Profesör Vazirani'den . İlginç bir şey iddia ediyor (muhtemelen retorik olarak), yani Einstein xor oyunlarının basitleştirilmiş sunumuna erişebilseydi, hayatının son otuz yılını gizli değişken tabanlı kuantum mekaniği teorisini aramaktan kaçındı!

Ayrıca burada CHSH oyununu detaylandıran bir blog yazısı yazdım .

Xor oyunlarının bir uygulaması kendi kendini sınamadır: güvenilmeyen bir kuantum bilgisayarda algoritmalar çalıştırırken, bilgisayarın sırlarınızı çalmaya çalışan bir rakip tarafından bozulmadığını doğrulamak için xor oyunlarını kullanabilirsiniz! Bu, cihazdan bağımsız kuantum kriptografisinde faydalıdır .