I vissa versioner av spelet blackjack, ett sätt att vinna mot huset är att spelare vid bordet arbetar som ett lag för att hålla reda på och i hemlighet kommunicera korten som de har delats ut. Med den kunskapen, de kan sedan uppskatta korten som fortfarande finns i leken, och de som sannolikt kommer att delas ut nästa, allt för att hjälpa varje spelare att bestämma hur de ska lägga sina insatser, och som ett team, få en fördel gentemot dealern.

Denna beräkningsstrategi, känd som korträkning, gjordes känd av MIT Blackjack Team, en grupp studenter från MIT, Harvard Universitet, och Caltech, som under flera decennier började 1979, optimerad korträkning och andra tekniker för att framgångsrikt slå kasinon på blackjack runt om i världen – en historia som senare inspirerade boken "Bringing Down the House."

Nu har forskare vid MIT och Caltech visat att det konstiga, kvanteffekter av intrassling skulle teoretiskt kunna ge blackjack -spelare ännu mer fördel, om än en liten sådan, när man spelar mot huset.

I en tidning som publicerades denna vecka i tidskriften Fysisk granskning A , forskarna lägger upp ett teoretiskt scenario där två spelare, spelar samarbetsvilligt mot dealern, kan bättre samordna sina strategier med hjälp av ett kvantiskt intrasslat systempar. Sådana system finns nu i laboratoriet, även om det inte är lämpligt för praktisk användning på kasinon. I deras studie, författarna undersöker ändå de teoretiska möjligheterna för hur ett kvantsystem kan påverka utfall i blackjack.

De fann att sådan kvantkommunikation skulle ge spelarna en liten fördel jämfört med klassiska korträkningsstrategier, dock i begränsade situationer där antalet kort kvar i dealerns kortlek är lågt.

"Det är ganska litet när det gäller den faktiska storleken på den förväntade kvantfördelen, " säger första författaren Joseph Lin, en före detta doktorand vid MIT. "Men om du föreställer dig att spelarna är extremt rika, och däcket är riktigt lågt i antal, så att varje kort räknas, dessa små fördelar kan vara stora. Det spännande resultatet är att det finns en viss fördel med kvantkommunikation, oavsett hur liten den är. "

Lins MIT-medförfattare på uppsatsen är professor i fysik Joseph Formaggio, docent i fysik Aram Harrow, och Anand Natarajan från Caltech, som börjar på MIT i september som biträdande professor i elektroteknik och datavetenskap.

Kvantaffärer

Trassel är ett fenomen som beskrivs av kvantmekanikens regler, som säger att två fysiskt separata föremål kan "trasslas in, " eller korrelerade med varandra, på ett sådant sätt att korrelationerna mellan dem är starkare än vad som skulle förutses av de klassiska fysikaliska lagarna och sannolikheten.

1964, fysikern John Bell bevisade matematiskt att kvantintrassling kunde existera, och även utarbetat ett test - känt ett Bell-test - som forskare sedan dess har tillämpat på många scenarier för att fastställa om vissa rumsligt avlägsna partiklar eller system beter sig enligt klassiska, verkliga fysik, eller om de kan uppvisa något kvantum, intrasslade stater.

"En motivation för detta arbete var som en konkret realisering av Bell-testet, " säger Harrow om lagets nya tidning. "Folk skrev reglerna för blackjack och tänkte inte på förveckling. Men spelarna får kort, och det finns några samband mellan korten de får. Så fungerar förveckling här? Svaret på frågan var inte självklart att gå in på den."

Efter avslappnad underhållning av idén under en vanlig pokerkväll med vänner, Formaggio bestämde sig för att undersöka möjligheten till quantum blackjack mer formellt med sina MIT -kollegor.

"Jag var tacksam mot dem för att de inte skrattade och stängde dörren för mig när jag tog upp idén, " minns Formaggio.

Korrelerade kort

I blackjack, dealern delar ut ett öppet kort till sig själv och varje spelare som är offentligt för alla, och ett nedåtvänt kort. Med denna information, varje spelare bestämmer om de ska "slå, "och få ett nytt kort, eller "stå, " och stanna med korten de har. Målet efter en omgång är att ha en hand med en totalsumma som är närmare 21, utan att gå över, än dealern och de andra spelarna vid bordet.

I deras tidning, forskarna simulerade en enkel blackjack-inställning som involverade två spelare, Alice och Bob, samarbetsspel mot dealern. De programmerade Alice att konsekvent satsa lågt, med huvudsyftet att hjälpa Bob, som kunde slå eller stå baserat på all information han fått från Alice.

Forskarna övervägde hur tre olika scenarier kan hjälpa spelarna att vinna över dealern:ett klassiskt korträkningsscenario utan kommunikation; ett bästa scenario där Alice helt enkelt visar Bob sitt nedåtvända kort, demonstrera det bästa som ett lag kan göra i att spela mot dealern; och till sist, ett kvantintrångsscenario.

I kvantscenariot, forskarna formulerade en matematisk modell för att representera ett kvantsystem, som abstrakt kan ses som en ruta med många "knappar, " eller mätningsval, som delas mellan Alice och Bob.

Till exempel, om Alices nedvända kort är en 5:a, hon kan trycka på en viss knapp på kvantlådan och använda dess utdata för att informera sitt vanliga val om att slå eller stå. Guppa, i tur och ordning, tittar på hans nedåtvända kort när han bestämmer sig för vilken knapp som ska tryckas på hans kvantlåda, samt om man överhuvudtaget ska använda lådan. I de fall där Bob använder sin kvantlåda, han kan kombinera dess resultat med sin observation av Alices strategi för att bestämma sitt eget drag. Denna extra information – inte precis värdet av Alices kort, men mer information än en slumpmässig gissning - kan hjälpa Bob att avgöra om han ska slå eller stå.

Forskarna körde alla tre scenarierna, med många kombinationer av kort mellan varje spelare och dealern, och med ett ökande antal kort kvar i dealerns kortlek, för att se hur ofta Alice och Bob kunde vinna mot dealern.

Efter att ha kört tusentals omgångar för vart och ett av de tre scenarierna, de fann att spelarna hade en liten fördel jämfört med dealern i kvantinviklingsscenariot, jämfört med den klassiska korträkningsstrategin, dock bara när en handfull kort fanns kvar i dealerns kortlek.

"När du ökar leken och därför ökar alla möjligheter för olika kort som kommer till dig, det faktum att du vet lite mer genom denna kvantprocess blir faktiskt utspädd, " förklarar Formaggio.

Ändå, Harrow noterar att "det var förvånande att dessa problem till och med matchade, att det till och med var vettigt att överväga en intrasslad strategi i blackjack."

Betyder dessa resultat att framtida blackjack-lag kan använda kvantstrategier till sin fördel?

"Det skulle kräva en mycket stor investerare, och min gissning är, Att bära en kvantdator i ryggsäcken kommer förmodligen att tippa huset, " Formaggio säger. "Vi tror att kasinon är säkra just nu från just detta hot."