論文の概要: Conflict-free collective stochastic decision making by orbital angular
momentum entangled photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.00877v1
- Date: Fri, 2 Jul 2021 07:32:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-07-06 00:28:46.414932
- Title: Conflict-free collective stochastic decision making by orbital angular
momentum entangled photons
- Title（参考訳）: 軌道角運動量絡み合った光子による衝突のない集団確率決定
- Authors: Takashi Amakasu, Nicolas Chauvet, Guillaume Bachelier, Serge Huant,
Ryoichi Horisaki, Makoto Naruse
- Abstract要約: 我々は、軌道角運動量を光子の可変自由度として利用することにより、競争的な意思決定状況を解決するためのスケーラブルな原理を提案する。
本稿では,提案手法が理論的最大値に近い3本腕バンディット問題に関する全報酬を数値的に検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In recent cross-disciplinary studies involving both optics and computing,
single-photon-based decision-making has been demonstrated by utilizing the
wave-particle duality of light to solve multi-armed bandit problems.
Furthermore, entangled-photon-based decision-making has managed to solve a
competitive multi-armed bandit problem in such a way that conflicts of
decisions among players are avoided while ensuring equality. However, as these
studies are based on the polarization of light, the number of available choices
is limited to two, corresponding to two orthogonal polarization states. Here we
propose a scalable principle to solve competitive decision-making situations by
using the orbital angular momentum as the tunable degree of freedom of photons,
which theoretically allows an unlimited number of arms. Moreover, by extending
the Hong-Ou-Mandel effect to more than two states, we theoretically establish
an experimental configuration able to generate entangled photon states with
orbital angular momentum and conditions that provide conflict-free selections
at every turn. We numerically examine total rewards regarding three-armed
bandit problems, for which the proposed strategy accomplishes almost the
theoretical maximum, which is greater than a conventional mixed strategy
intending to realize Nash equilibrium. This is thanks to the entanglement
property that achieves no-conflict selections, even in the exploring phase to
find the best arms.
- Abstract（参考訳）: 近年、光学と計算の両方に関わる学際研究において、光の波動粒子双対性を利用して複数腕のバンディット問題を解決するシングルフォトンによる意思決定が実証されている。
さらに、絡み合った光子に基づく意思決定は、プレイヤー間の決定の衝突を回避し、平等を確保しながら競合するマルチアームバンディット問題を解決した。
しかし、これらの研究は光の偏光に基づいているため、利用可能な選択の数は2に制限され、2つの直交偏光状態に対応する。
ここでは、軌道角運動量を光子の調整可能な自由度として利用することにより、競争上の意思決定状況を解決するためのスケーラブルな原理を提案する。
さらに、Hong-Ou-Mandel効果を2つ以上の状態に拡張することにより、軌道角運動量を持つ絡み合った光子状態を生成することができる実験的な構成を確立する。
提案手法がナッシュ均衡を実現するための従来の混合戦略よりも大きい理論的最大値をほぼ達成する三本腕バンディット問題に関する全報酬を数値的に検討する。
これは、最良の武器を見つけるための探索段階でさえも、矛盾のない選択を達成する絡み合い特性のおかげである。
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