弥合量子博弈论的理论与实践:在 NISQ 硬件上优化实现“性别之战”并进行误差缓解

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Sebastián Andres Cajas OrdóñezSebastián Andres Cajas Ordóñez 提交
作者: Germán Díaz Agreda, Carlos Andres Duran ParedesCarlos Andres Duran Paredes, Mateo Buenaventura Samboni, Jhon Alejandro AndradeJhon Alejandro Andrade, Sebastián Andres Cajas OrdóñezSebastián Andrés Cajas Ordoñez

摘要

在真实硬件上实现量子博弈论由于噪声、退相干和有限的量子比特连接性而充满挑战,然而此类演示对于验证理论预测至关重要。我们首次在 IBM Quantum 的 ibm sherbrooke 超导处理器上,在 Eisert-Wilkens-Lewenstein (EWL) 框架下,全面实验实现了“男女之战”博弈。我们使用每种配置 2048 次的采样量,评估了 31 个纠缠值 gamma(范围在 [0, pi] 内)下的四种量子策略(I, H, R(pi/4), R(pi)),从而可以直接比较分析预测与硬件执行结果。为了减轻噪声和可变性,我们引入了一种引导电路映射(GCM)方法,该方法根据实时拓扑和校准数据动态选择量子比特对并优化路由。分析模型预测收益相较于经典均衡可提高高达 108%,尽管存在硬件引起的偏差,但使用 GCM 的实验结果将预期的收益趋势保持在 3.5%-12% 的相对误差范围内。这些发现表明,在现实的 NISQ 条件下,战略协调中的量子优势可以持续存在,为量子博弈论在多智能体、经济和分布式决策系统中的实际应用提供了途径。
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Sebastián Andres Cajas OrdóñezSebastián Andres Cajas Ordóñez
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论文提交者

量子策略击败了经典策略,即使在嘈杂的NISQ硬件上也是如此!我们在IBM量子计算机上进行的“性别之战”实验表明,量子协调优势在现实世界中依然存在