如何利用量子物理来赢牌

[-]

桥牌是棋牌游戏的一种，你也许曾经从老一辈那里听说过，这种游戏需要有强大的脑力，以及对游戏规则以及策略痴迷的研究精神。那么我们怎么让他显的更可怕一点呢？试着用一些量子物理机制来获得些竞争优势吧

这个思想的主旨需要用到的是量子物理中神奇的纠缠光子对 —— 他们总是成对的，并且共享信息——这样你就可以通过同样功效来给你的牌友传递两倍的信息。要明白具体怎么做并不简单，但这会让你明白一些量子物理的基本原理。当然要是想想这种策略能否在专业比赛中使用更是有趣。

在英国布里斯托尔大学上学的物理专业学生马西(Marcin Pawlowski)总是喜欢将棋牌游戏和物理学呆板的一面结合起来。2000年的时候，他还是一个准备从波兰到中国的穷学生，为了省点钱，他选择了乘坐横穿西伯利亚的火车，一个要持续数周的痛苦旅行。

“我们一般在火车上打打桥牌，”马西说道，“而我那时候正好在学习量子物理。”

桥牌是一个两人一组的游戏，游戏的主要内容就在于要想办法使用暗号来告诉你的同伴你的手牌信息，马西发现使用量子微粒可以帮他传递多一倍的信息给他的同伴。在一些作家和专业桥牌玩家的帮助下，他在本月的物理回顾X(Physical Review X)上发表了一遍关于如何做到这一点的文章。

桥牌真的很复杂，如果你不知道怎么玩，不用担心，至少目前我们不会涉及里面太多详细的规则。但你需要知道的是桥牌里每轮有两个主要部分：叫牌和打牌阶段。

在叫牌阶段，每位玩家轮流叫牌，所有玩家必须根据已叫牌的花色和数字在更高的水平上争叫，叫牌最高的一组将会设置将牌。叫牌阶段被限制在了38个非常明确地词语或词组中。这和平时我们打牌时候的咋呼不同，如果你叫了一个比你手牌更高的点数，那么你将会被扣分。

叫牌阶段最重要的一点就是，你可以通过叫牌来告诉你的队友你手牌的信息。基本来说就是你叫的越高，说明你手上的牌越好。有经验的玩家还会使这个阶段变得更复杂，特定数字的叫牌对队友来说有着非常明确地指代意义，例如手中有几张A或K。

这里就显示出使用量子物理的得优势了。让我们假设有两名物理学家，张三和狗蛋儿，他们在玩牌之前带了一只激光笔和一个特殊的晶体 —— 在被激光照射时能产生多对纠缠光子对，纠缠光子对是一个非常独特的量子物理机制，因为其中的两个粒子是完全一样的，如果你观察其中一个的特点，你会立马知道其他一个有着同样的特点。

张三和狗蛋儿将他们的激光晶体装置放在桌上，并且每人都有一个能测量光子对不同方面的设备。他们使用激光照射晶体，随后每个人持有一对光子对中的一个。所有选手已在游戏开始之前同意这种方法。在桥牌游戏中，所有玩家不得藏有任何□□，因此两位物理学家不得不实现通知其他选手(但能不能听明白就是他们的对手的事儿了)。

现在假设牌已经分发完毕进入叫牌阶段，张三手里拿到的是好牌，因此他认为他和狗蛋儿可以叫出最高的竞价来在这一轮中赢得所有手牌，但他需要知道狗蛋儿手中的牌是否好到可以和他一块叫牌，因此他就用这个事先已经同意的方法来间接询问狗蛋儿得手牌质量。

而狗蛋儿现在想告诉张三两件事：在张三可以争叫的牌组中他有一张Q，而在其他牌组中他有一张A。在一般的桥牌游戏中，向队友传递这两条信息需要两轮的叫牌时间。因为每一次争叫都需要叫出比上一次更高的次序，狗蛋儿当然会争叫到最后一次来传达这两条信息。但在这时候他和张三可能就没有更好地牌了，结果就是因叫牌高于自己手牌次序而输掉这轮并受到惩罚扣分。因此狗蛋儿决定只告诉张三他有一张A的信息，因为这张牌比Q更有优势。

但在量子应用桥牌中，狗蛋儿可以在一次叫牌中同时传递这两条信息给张三，这就要用到他手中的那一个光子了，他可以通过两种方式来测量这个光子的极化，让我们成为角度X和角度Y。根据他的手牌他可以选择其中一种测量方式。之后他根据结果做出计算，再结合他的光子测量方式以及手牌来进行叫牌。

这时候张三听到了狗蛋儿叫牌，他只对其中一条信息感兴趣。他手中有足够的A但他想知道王牌Q是在狗蛋儿手里还是在他们的对手手中，张三可以通过一个对应的测量角度来测量他的光子从而提取出这条信息，再将结果和他听到的叫牌信息结合。通过这种方法他可以以89.5%的正确率推导出答案。已经相当不错了。

尽管答案只是关于狗蛋儿手牌的其中一条信息，但这对搭档的优势在于他们可以同时发送两条信息，之后张三可以判断哪一条对他更有用。而他们傻傻的对手每次叫牌只能传递一条信息。

在桥牌中有很多时候可以使用这种方法，在这个游戏中有大约5.36 × 1028种不同的情况，任何一种情况都可能随时发生。而这种量子物理机制也是基于概率的前提下使用的。我们必须要考虑到当狗蛋儿手中有某一张牌但张三想知道其他牌信息的情况。但总而言之，在使用量子物理方法的时候张三和狗蛋儿能比普通时候多出2%的获胜概率。

我特么的读了半天结果就只多出2%的概率？也许这听起来是挺小的，但在桥牌这种多回合积分制的游戏中，每一轮的微小优势最终会积累成大的优势。

但这种方法在职业桥牌比赛中可以使用吗？大概不行，马西说道。但从某种意义上来说，这正是他想要的结果。

我希望的是国际桥牌联盟组织禁止这个方法，这样他们就会在比赛规则中限制量子物理的应用了。

根据国际奥委会所说，桥牌被认为是一项运动(桥牌和国际象棋是唯一两项被认定为“头脑运动”的棋牌游戏)，因此马西和他的团队所希望的就是将他们所发现的方法在职业比赛中限制起来，这也许是比以上更让人想不通的地方了。

本文译自 wired，由译者 636 基于创作共用协议(BY-NC)发布。