作者:博里沃耶·达基奇和塞巴斯蒂安·霍瓦特，维也纳大学 该图描绘了奇偶校验游戏的最简单的例子
爱丽丝(甲)朝鲍勃(乙)弹了一定数量的弹珠，目的是了解扭曲的管子数量是偶数还是奇数
玩家需要四颗普通的古典弹珠来完成任务
相比之下，两个量子弹珠就足够了
信用:博里沃耶·达契奇 正如理查德·费曼的名言所说，“双缝实验绝对不可能用任何经典的方式来解释，它是量子力学的核心。”
事实上，它包含了唯一的奥秘
" 事实上，在这个实验中，一个量子粒子的行为就好像它同时处于两个不同的位置，并且表现出类似聚合波的现象，例如干涉
然而，后来人们注意到，多狭缝实验表明，量子粒子的离域程度有其局限性，在某种意义上，量子粒子不能同时在两个以上的位置离域
这种限制造成了一个至今尚未完全解决的难题
维也纳大学和IQOQI-维也纳(奥地利科学院)的研究人员在理解这个问题上迈出了重要的一步，他们用信息论游戏的术语重新表述了干扰实验
他们的分析最近发表在《量子》杂志上，提供了一种直观的方式来思考干涉现象及其局限性，从而为解决上述难题铺平了道路
量子力学最显著的特征之一是叠加原理
这个原理可以通过双缝实验很容易的解释出来，双缝实验涉及到一个粒子被传送通过一个有两个狭缝的板
根据我们常见的日常直觉，人们可能会认为粒子总是通过一个狭缝或另一个狭缝
然而，量子力学暗示粒子在某种意义上可以同时通过两个狭缝，也就是说，它可以同时处于两个位置的叠加
这种可能性是量子干涉现象的基础
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量子粒子表现出的引人注目的波状行为
现在，有办法量化量子粒子可以去局域化的程度吗？量子理论允许粒子同时穿越两条以上路径吗？为了理解这些问题，物理学家分析了“多狭缝实验”，它与双缝实验的区别仅在于狭缝的数量:例如，一个三狭缝实验涉及一个穿过三个狭缝的粒子
人们可能会认为，如果一个量子粒子可以同时穿过两个狭缝，它也应该能够同时穿过三个、四个或任意数量的狭缝
令人惊讶的是，人们立即注意到，在多狭缝实验中获得的任何图案都可以用粒子总是同时通过至多两个狭缝来解释
尽管这个特征在数学上已经被完全理解，但以下问题仍然没有答案:双缝实验和多缝实验之间明显的不对称是否有物理原因？这种对量子粒子“离域”的任意限制是基于什么？ 维也纳大学和IQOQI-维也纳(奥地利科学院)的研究人员塞巴斯蒂安·霍瓦特和博里沃耶·达契奇在他们最近的工作中，通过用信息论解决这个问题，朝着理解这个问题迈出了重要的一步
也就是说，他们根据“奇偶博弈”重新表述了干涉现象和多狭缝实验，最简单的例子如图所示
这个游戏有两个玩家，爱丽丝和鲍勃，他们被一堵被四对管子刺穿的墙隔开
每对管子既可以是直的，也可以是扭曲的，而对爱丽丝和鲍勃来说，双绞线的数量是未知的
此外，爱丽丝有一定数量的弹珠，她可以通过管子弹向鲍勃；玩家可以用这些弹珠来了解管子的结构
游戏的目标是让玩家合作，用最少的弹珠找出双绞线总数是偶数还是奇数
现在，假设爱丽丝把一颗弹珠扔进其中一根管子，比如第二根
鲍勃可以很容易地推断出第一对管子是直的还是扭曲的，只要简单地检查一下弹珠是从第二根管子还是从第一根管子掉下来就行了
类似地，如果爱丽丝有四颗弹珠，她可以通过每一对弹珠的右管弹动每一颗弹珠(如图所示)
鲍勃可以直接推断双绞线的数量，从而判断这个数字是偶数还是奇数，从而赢得比赛
然而，如果管对的数量超过了爱丽丝可支配的弹珠的数量，那么游戏就不能赢，因为总会有至少一对管对，鲍勃不能收集任何关于管对的信息
因此，为了赢得游戏，玩家需要使用的弹珠数量与管子对的数量一样多
另一方面，量子力学，更具体地说，叠加原理，使玩家只需使用两个“量子弹珠”就能赢得图中所示的游戏！理解这种增强来自哪里的一个方法是记住，如前所述，一个量子粒子可以“同时通过两个位置”
因此，两个量子弹子可以“同时通过四个位置”，从而模仿四个普通(经典)弹子的行为
“在这个游戏中，弹珠的行为类似于可以通过管子插入的代币
当爱丽丝插入一个普通的古典大理石时，就好像她插入了1便士
另一方面，由于量子论允许弹珠“同时穿过两个管子”，所以每个量子弹珠价值2便士
代币的价值是可加的:例如，为了赢得游戏，爱丽丝可以插入4个经典弹珠或2个量子弹珠，因为在这两种情况下代币的总价值等于4便士”，塞巴斯蒂安·霍瓦特解释道
另一方面，回想一下，一个量子粒子不能同时通过两个以上的位置:这反映在爱丽丝和鲍勃不能在游戏中使用少于两个的量子弹珠
因此，为了赢得游戏，爱丽丝发送的量子弹珠的数量需要至少等于试管对总数的一半
在他们的工作中，研究人员分析了这个游戏的更一般的公式，并研究了玩家的表现，这取决于粒子的数量，以及粒子是经典的、量子的还是更一般和假设的类型
博里沃耶·达契奇补充道:“这些假想的粒子拥有更高的信息处理能力，也就是说，它们对应的代币比2便士更有效
不清楚为什么自然更喜欢经典粒子和量子粒子，而不是这些假设的粒子:这是我们在未来仍需研究的东西
" 总而言之，宇称游戏在一个更普遍、更直观的框架内提供了对量子干涉的另一种描述，这有望揭示量子叠加的新特征，类似于量子纠缠的研究是如何通过所谓的“非局域游戏”的形成而得到深化的
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