Cosa sono esattamente i giochi Quantum XOR?

Ho fatto alcune ricerche e ho trovato alcuni articoli diversi che parlano di giochi xor (classici e quantistici). Sono curioso di sapere se qualcuno potrebbe fornire una spiegazione introduttiva concisa su cosa siano esattamente i giochi xor e come siano o possano essere usati / utili nell'informatica quantistica.

I giochi quantistici xor sono un metodo per semplificare notevolmente le idee alla base del teorema di Bell , che afferma che nessuna teoria fisica delle variabili locali nascoste potrà mai riprodurre tutte le previsioni della meccanica quantistica.

Fondamentalmente, quando due qbit sono intrecciati, le misurazioni su di essi appaiono correlate anche se sono molto distanti tra loro. La domanda quindi è se i qbit hanno deciso come collassare al momento dell'entanglement (portando così "variabili locali nascoste" con loro) o hanno deciso come collassare al momento della misurazione (richiedendo quindi una sorta di "azione spettrale istantanea a distanza" "). Il teorema di Bell e i giochi di xor scendono saldamente dalla parte di quest'ultimo.

I giochi Xor in genere hanno il formato di due persone (Alice e Bob) con bit casuali, e senza comunicazione che ne generano altri con l'obiettivo di rendere vera una formula logica.

$X$$Y$$a$$b$$X \cdot Y = a \oplus b$$0$, che si tradurrà in una vincita del 75% delle volte. Tuttavia, se Alice e Bob condividono una coppia qbit intricata, possono escogitare una strategia per vincere l'85% delle volte! La conclusione è che questo smentisce l'esistenza di variabili nascoste locali, perché se i qbit contenessero una variabile nascosta locale (una stringa di bit) allora Alice e Bob avrebbero potuto pre-condividere quella stessa stringa di bit da impiegare nella loro strategia classica per ottenere anche una probabilità dell'85% di vincere; poiché nessuna stringa di bit consente loro di farlo, ciò significa che i qbit intrecciati non possono fare affidamento su una stringa condivisa di bit (variabile nascosta locale) e sta accadendo qualcosa di più spaventoso. Puoi vedere un'implementazione del gioco CHSH negli esempi Q # di Microsoft (con spiegazione estesa) qui .

La migliore spiegazione del gioco CHSH è del professor Vazirani in questo video . Afferma qualcosa di interessante (forse retoricamente), ovvero che se Einstein avesse avuto accesso alla presentazione semplificata dei giochi xor, avrebbe evitato di sprecare gli ultimi tre decenni della sua vita alla ricerca di una teoria nascosta basata sulla variabile della meccanica quantistica!

Ho anche scritto un post sul blog che descrive in dettaglio il gioco CHSH qui .

Un'applicazione dei giochi xor è l'autotest: quando si eseguono algoritmi su un computer quantistico non attendibile, è possibile utilizzare i giochi xor per verificare che il computer non sia danneggiato da un avversario che cerca di rubare i tuoi segreti! Ciò è utile nella crittografia quantistica indipendente dal dispositivo .