論文の概要: A unified picture of Balance puzzles and Group testing: Some lessons
from quantum mechanics for the pandemic
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.02014v1
- Date: Wed, 4 Aug 2021 16:20:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-19 22:31:52.727985
- Title: A unified picture of Balance puzzles and Group testing: Some lessons
from quantum mechanics for the pandemic
- Title（参考訳）: バランスパズルとグループテストの統一図:パンデミックの量子力学から学んだこと
- Authors: Chetan Waghela
- Abstract要約: 本稿では,偽造貨幣問題と感染問題に対する検査の統一化を図るため,Binary Spring Balance(BSB)パズルを提案する。
偏光子のみを用いたBernstein-Vaziraniアルゴリズムの光学的実装を改良した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Balance (Counterfeit coin) puzzles have been part of recreational mathematics
for a few decades. A particular type of Counterfeit coin puzzle is known in the
literature as the "Beam balance puzzle". An abstract solution to it is provided
by Iwama et.al as a modification of the Bernstein-Vazirani algorithm, making
use of quantum parallelism and entanglement. Moreover, during this pandemic,
group testing has proved to be an efficient algorithm to save time and cost of
testing specimens for the presence of infection. In this article, we propose a
"Binary Spring Balance" (BSB) puzzle, to facilitate a unified picture of the
counterfeit coin problem and the testing for infection problem, as both aim to
reduce the number of queries. We then showcase two solutions to the BSB
problem, one using bits and other using classical-qubits ('cebits") for
querying. Both solutions are demonstrated using circuits. In this pursuit, we
develop a modified optical implementation of Bernstein-Vazirani algorithm using
only polarizers (no need of beam splitters), which has surprisingly not yet
been proposed earlier. Under the pretext of this demonstration we question why
we have not yet developed testing mechanisms inspired by Bernstein-Vazirani
algorithm for the pandemic, as they solve the problem in single query, they
have no issues related to prevalence of infection in the population, nor are
they plagued by the issue of dilution of samples due to pooling. The modified
implementation of Bernstein-Vazirani algorithm using polarizers can also be a
cost-effective demonstration in an undergraduate lab.
- Abstract（参考訳）: 均衡 (Counterfeit coin) パズルは、数十年間、レクリエーション数学の一部であった。
特定の種類の偽造コインパズルは文学では「ビームバランスパズル」として知られている。
抽象解はイワマらによってベルンシュタイン・ヴァジラニアルゴリズムの修正として提供され、量子並列性と絡み合いを利用する。
さらにこのパンデミックの間、集団検査は感染の有無を検査する時間とコストを節約する効率的なアルゴリズムであることが証明された。
本稿では,偽コイン問題と感染問題の統一的な図像化を容易にするため,クエリ数を減らすために,bsb(binary spring balance)パズルを提案する。
次に、BSB問題に対する2つの解を示し、1つはビットを使い、もう1つは古典的量子ビット('cebits')を使ってクエリを行う。
どちらの解も回路を用いて実証される。
本研究では, 偏光子のみを用いたベルンシュタイン・ヴァジラニアルゴリズムの光学的実装(ビームスプリッタを必要としない)を開発し, これまでにも提案されていない。
このデモンストレーションの序文では、なぜパンデミックに対するベルンシュタイン・ヴァジラニアルゴリズムにインスパイアされたテストメカニズムがまだ開発されていないのか、単一クエリーで解決しているため、人口の感染の頻度に関連する問題はなく、プールによるサンプルの希釈の問題に悩まされているのか、疑問である。
偏光子を用いたベルンシュタイン・ヴァジラニアルゴリズムの修正は、大学の研究室で費用対効果の実証となる。
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