குறியாக்கத்திற்காக குவாண்டம் பாரோண்டோவை பயன்படுத்துதல்

துணைப் பேராசிரியர் காங் ஹாவ் சியோங் மற்றும் சிங்கப்பூர் தொழில்நுட்பம் மற்றும் வடிவமைப்பு பல்கலைக்கழகத்தின் (SUTD) ஆராய்ச்சி குழு, குவாண்டம் பாராண்டோவின் முரண்பாட்டிலிருந்து(Parrondo’s paradox) கருத்துகளைப் பயன்படுத்துவதற்கு குறியாக்கத்திற்கான நெறிமுறையை ஆராய தொடங்கியது. சமீபத்திய இயற்பியல் ஆய்வு கடிதத்தில், குழுவானது, “Chaotic switching for quantum coin Parrondo’s games with application to encryption” என்ற ஆராய்ச்சி இதழை வெளியிட்டது. குவாண்டம் பாரோண்டோவின் குழப்பமான மாறுதலுக்கு ஒத்த அடிப்படை யோசனைகள் மற்றும் குறியாக்கத்திற்கு வேலை செய்யும் இயக்கவியல் இருப்பதைக் கண்டறிந்தது.

பராண்டோவின் முரண்பாடு என்பது இரண்டு தோல்வியடைந்த விளையாட்டுகளை மாற்றி ஒரு வெற்றி விளைவை ஏற்படுத்தும் ஒரு நிகழ்வு ஆகும். ஆசிரியர்களால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட இரண்டு பக்க குவாண்டம் நாணய டோசிங் விளையாட்டில், முந்தைய வேலைகளில், இரண்டு குவாண்டம் நாணயங்களின் சீரற்ற மற்றும் குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் ஒரு குவாண்டம் நடைமுறையானது எதிர்பார்த்த நிலையை இழந்த நிலையில் இருந்து நியாயமான மற்றும் வெற்றி பெற்ற நிலைக்கு மாற்ற முடியும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் காட்டினர். அத்தகைய விளையாட்டில், குவாண்டம் நாணய டாஸின் முடிவைப் பொறுத்து குவாண்டம் வாக்கருக்கு எவ்வாறு நகர்வது என்பது குறித்த அறிவுறுத்தல்கள் வழங்கப்படுகின்றன.

இந்த குவாண்டம் விளையாட்டின் அடிப்படைக் கொள்கைகளால் ஈர்க்கப்பட்டு, SUTD இன் ஆய்வின் முன்னணி எழுத்தாளர் ஜோயல் லாய் விளக்கினார், “ஆரம்ப நிலை அறிந்து, 100 நாணய டாஸ்களின் முடிவில் குவாண்டம் வாக்கரின் முடிவை நான் உங்களுக்கு வழங்குகிறேன் என்று வைத்துக்கொள்வோம். இந்த இறுதி முடிவுக்கு வழிவகுக்கும் டாஸ்களின் வரிசையை என்னிடம் சொல்லுங்கள்? ” அது முடிந்தவுடன், இந்த பணி மிகவும் கடினமாக அல்லது மிக எளிதாக இருக்கலாம். லை மேலும் கூறிகையில் “சீரற்ற மாறுதலின் போது, ​​இறுதி முடிவுக்கு வழிவகுக்கும் டாஸ்களின் வரிசையை தீர்மானிப்பது கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது. இருப்பினும், கால இடைவெளியில், டாஸின் வரிசையை நாம் எளிதாகப் பெறலாம், ஏனெனில் ஒரு கால வரிசை அமைப்பு உள்ளது மற்றும் உறுதியானது.”

சீரற்ற காட்சிகள் அதிக நிச்சயமற்ற தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, மறுபுறம், அவ்வப்போது வரிசைகள் தீர்மானகரமானவை. இது குழப்பமான காட்சிகளை மாற்றுவதற்கான வழிமுறையை இணைக்கும் யோசனைக்கு வழிவகுத்தது. குழப்பமான வரிசையை உருவாக்கத் தேவையான தகவலின் பகுதிகளை அறியாத ஒரு பார்வையாளருக்கு, டாஸ்களின் வரிசையை புரிந்துகொள்வது ஒரு சீரற்ற வரிசையை தீர்மானிப்பதற்கு ஒப்பானது. இருப்பினும், குழப்பமான வரிசையை எவ்வாறு உருவாக்குவது என்பது பற்றிய தகவலுடன் ஒரு முகவருக்கு, இது ஒரு குறிப்பிட்ட வரிசைக்கு ஒத்ததாகும். ஆசிரியர்களின் கூற்றுப்படி, குழப்பமான வரிசையை உருவாக்குவது பற்றிய இந்த தகவல் குறியாக்கத்தில் உள்ள விசைகளுடன் ஒப்பிடப்படுகிறது. விசைகள் மற்றும் இறுதி முடிவு (அதாவது மறைகுறியாக்கப்பட்ட செய்தி) ஆகியவற்றை அறிந்தால், இந்த முடிவு குவாண்டம் வாக்கரின் அசல் நிலையை (அதாவது அசல் செய்தி) பெற தலைகீழாக மாற்றப்படலாம்.

ஆய்வின் மூத்த எழுத்தாளர் உதவி பேராசிரியர் சியோங், “குழப்பமான மாறுதலின் அறிமுகம், பரண்டோவின் முரண்பாட்டுடன் இணைந்தால், ஆரம்ப நிலை மற்றும் இறுதி வகைப்படுத்தல் அல்லது அடையாளம் காணும் குவாண்டம் தகவலில் பயன்படுத்தப்படும் கணிதக் கருவியில் இருந்து பரண்டோவின் முரண்பாட்டின் பயன்பாட்டை நீட்டிக்கிறது. சியோங் மேலும் கூறிகையில், “முழுமையாக செயல்படுத்தக்கூடிய குவாண்டம் குழப்பமான பாரோண்டோவின் விளையாட்டின் வளர்ச்சியும் நமது அரைப்புள்ளி கட்டமைப்பை மேம்படுத்தலாம் மற்றும் குவாண்டம் குறியாக்கத்தில் இன்னும் எதிர்கொள்ளும் சில சிக்கல்களைக் குறைக்க முன்னேற்றங்களை வழங்கலாம்.”

References:

• Lai, J. W., & Cheong, K. H. (2021). Chaotic switching for quantum coin Parrondo’s games with application to encryption. Physical Review Research, 3(2), L022019.
• Jeong, Y. C., Di Franco, C., Lim, H. T., Kim, M. S., & Kim, Y. H. (2013). Experimental realization of a delayed-choice quantum walk. Nature communications, 4(1), 1-7.
• Wu, N., Song, F., & Li, X. (2016, May). Active quantum walks: a framework for quantum walks with adiabatic quantum evolution. In Quantum Information and Computation IX (Vol. 9873, p. 98730L). International Society for Optics and Photonics.
• Abbott, D. (2009). Developments in Parrondo’s paradox. In Applications of nonlinear dynamics (pp. 307-321). Springer, Berlin, Heidelberg.