論文の概要: Quantum Volunteer's Dilemma

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.05708v1
• Date: Mon, 9 Sep 2024 15:19:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-10 14:06:46.374311
• Title: Quantum Volunteer's Dilemma
• Title（参考訳）: 量子ボランティアのジレンマ
• Authors: Dax Enshan Koh, Kaavya Kumar, Siong Thye Goh,
• Abstract要約: 古典的ボランティアのジレンマの量子変種を導入する。 量子ボランティアのジレンマは、より大きな期待値を持つ対称なナッシュ平衡を持つことを示す。 選手が量子規則に従えば,ボランティアのジレンマのシナリオに明らかなダイナミクスが現れる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.210674772139335
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The volunteer's dilemma is a well-known game in game theory that models the conflict players face when deciding whether to volunteer for a collective benefit, knowing that volunteering incurs a personal cost. In this work, we introduce a quantum variant of the classical volunteer's dilemma, generalizing it by allowing players to utilize quantum strategies. Employing the Eisert-Wilkens-Lewenstein quantization framework, we analyze a multiplayer quantum volunteer's dilemma scenario with an arbitrary number of players, where the cost of volunteering is shared equally among the volunteers. We derive analytical expressions for the players' expected payoffs and demonstrate the quantum game's advantage over the classical game. In particular, we prove that the quantum volunteer's dilemma possesses symmetric Nash equilibria with larger expected payoffs compared to the unique symmetric Nash equilibrium of the classical game, wherein players use mixed strategies. Furthermore, we show that the quantum Nash equilibria we identify are Pareto optimal. Our findings reveal distinct dynamics in volunteer's dilemma scenarios when players adhere to quantum rules, underscoring a strategic advantage of decision-making in quantum settings.
• Abstract（参考訳）: ボランティアのジレンマ(ボランティアのジレンマ、英: volunteer's dilemma)は、ゲーム理論においてよく知られたゲームであり、ボランティアが個人的コストを負担していることを認識し、集団的な利益のためにボランティアを行うかどうかを決める際に、競合プレイヤーが直面する問題をモデル化するゲームである。 本研究では、古典的ボランティアのジレンマの量子変種を導入し、プレイヤーが量子戦略を利用できるようにすることでこれを一般化する。 Eisert-Wilkens-Lewenstein量子化フレームワークを用いて、任意の数のプレイヤーでマルチプレイヤー量子ボランティアのジレンマシナリオを分析し、ボランティアの費用はボランティア間で等しく分配される。 プレイヤーが期待するペイオフに対して解析式を導出し、古典ゲームに対する量子ゲームの優位性を実証する。 特に、量子ボランティアのジレンマは古典ゲームにおける一意対称ナッシュ平衡と比較して、より大きな期待値を持つ対称ナッシュ平衡を持ち、プレイヤーは混合戦略を使用する。 さらに、我々が同定した量子ナッシュ平衡がパレート最適であることが示される。 この結果から,選手が量子規則に従う場合のボランティアのジレンマシナリオにおける明確なダイナミクスが明らかとなり,量子設定における意思決定の戦略的優位性が強調された。

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