Dans certaines versions du jeu de blackjack, Une façon de gagner contre la maison est que les joueurs à la table travaillent en équipe pour suivre et communiquer secrètement entre eux les cartes qui leur ont été distribuées. Avec cette connaissance, ils peuvent alors estimer les cartes encore dans le jeu, et ceux les plus susceptibles d'être distribués ensuite, tout pour aider chaque joueur à décider comment placer ses paris, et en équipe, obtenir un avantage sur le concessionnaire.

Cette stratégie de calcul, connu sous le nom de comptage de cartes, a été rendu célèbre par l'équipe de blackjack du MIT, un groupe d'étudiants du MIT, Université de Harvard, et Caltech, qui pendant plusieurs décennies à partir de 1979, le comptage de cartes optimisé et d'autres techniques pour battre avec succès les casinos au blackjack du monde entier, une histoire qui a inspiré plus tard le livre « Bringing Down the House ».

Maintenant, des chercheurs du MIT et de Caltech ont montré que l'étrange, les effets quantiques de l'enchevêtrement pourraient théoriquement donner aux joueurs de blackjack encore plus d'avantage, bien que petit, en jouant contre la maison.

Dans un article publié cette semaine dans la revue Examen physique A , les chercheurs présentent un scénario théorique dans lequel deux acteurs, jouer en coopération contre le croupier, peuvent mieux coordonner leurs stratégies en utilisant une paire de systèmes enchevêtrés quantiquement. De tels systèmes existent maintenant en laboratoire, mais pas sous des formes pratiques pour toute utilisation pratique dans les casinos. Dans leur étude, les auteurs explorent néanmoins les possibilités théoriques de la manière dont un système quantique pourrait influencer les résultats au blackjack.

Ils ont découvert qu'une telle communication quantique donnerait aux joueurs un léger avantage par rapport aux stratégies classiques de comptage de cartes, bien que dans des situations limitées où le nombre de cartes laissées dans le jeu du croupier est faible.

"C'est assez petit en termes de l'ampleur réelle de l'avantage quantique attendu, " dit le premier auteur Joseph Lin, un ancien étudiant diplômé du MIT. "Mais si vous imaginez que les joueurs sont extrêmement riches, et le deck est vraiment peu nombreux, pour que chaque carte compte, ces petits avantages peuvent être grands. Le résultat passionnant est qu'il y a un certain avantage à la communication quantique, peu importe à quel point il est petit."

Les co-auteurs de Lin au MIT sur l'article sont le professeur de physique Joseph Formaggio, professeur agrégé de physique Aram Harrow, et Anand Natarajan de Caltech, qui commencera au MIT en septembre en tant que professeur adjoint de génie électrique et d'informatique.

Transactions quantiques

L'intrication est un phénomène décrit par les règles de la mécanique quantique, qui stipule que deux objets physiquement séparés peuvent être "enchevêtrés, " ou corrélées entre elles, de telle sorte que les corrélations entre elles sont plus fortes que ce que prédisent les lois classiques de la physique et des probabilités.

En 1964, le physicien John Bell a prouvé mathématiquement que l'intrication quantique pouvait exister, et a également conçu un test - connu sous le nom de test de Bell - que les scientifiques ont depuis appliqué à de nombreux scénarios pour déterminer si certaines particules ou systèmes spatialement distants se comportent selon les règles classiques, physique du monde réel, ou s'ils peuvent présenter un certain quantum, états intriqués.

"Une des motivations de ce travail était la réalisation concrète du test de Bell, " dit Harrow du nouveau papier de l'équipe. " Les gens ont écrit les règles du blackjack sans penser à l'enchevêtrement. Mais les joueurs reçoivent des cartes, et il y a des corrélations entre les cartes qu'ils obtiennent. Alors, l'enchevêtrement fonctionne-t-il ici ? La réponse à la question n'était pas évidente avant de commencer. »

Après avoir diverti l'idée avec désinvolture lors d'une soirée poker régulière avec des amis, Formaggio a décidé d'explorer plus formellement la possibilité d'un blackjack quantique avec ses collègues du MIT.

"Je leur étais reconnaissant de ne pas avoir ri et de ne pas m'avoir fermé la porte quand j'ai évoqué l'idée, " se souvient Formaggio.

Cartes corrélées

Au blackjack, le croupier se distribue ainsi qu'à chaque joueur une carte face visible qui est publique à tous, et une carte face cachée. Avec ces informations, chaque joueur décide s'il doit "frapper, " et recevoir une autre carte, ou "se tenir debout, " et restez avec les cartes qu'ils ont. Le but après un tour est d'avoir une main avec un total plus proche de 21, sans dépasser, que le croupier et les autres joueurs à la table.

Dans leur papier, les chercheurs ont simulé une configuration de blackjack simple impliquant deux joueurs, Alice et Bob, jouer en coopération contre le croupier. Ils ont programmé Alice pour qu'elle parie systématiquement bas, avec l'objectif principal d'aider Bob, qui pourrait frapper ou se tenir debout sur la base de toute information qu'il a obtenue d'Alice.

Les chercheurs ont examiné comment trois scénarios différents pourraient aider les joueurs à gagner le croupier :un scénario classique de comptage de cartes sans communication; un scénario du meilleur des cas dans lequel Alice montre simplement à Bob sa carte face cachée, démontrer le meilleur qu'une équipe peut faire en jouant contre le croupier ; et enfin, un scénario d'intrication quantique.

Dans le scénario quantique, les chercheurs ont formulé un modèle mathématique pour représenter un système quantique, qui peut être considéré de manière abstraite comme une boîte avec de nombreux "boutons, " ou des choix de mesure, qui est partagé entre Alice et Bob.

Par exemple, si la carte face cachée d'Alice est un 5, elle peut appuyer sur un bouton particulier de la boîte quantique et utiliser sa sortie pour informer son choix habituel de frapper ou de rester debout. Bob, à son tour, regarde sa carte face cachée pour décider sur quel bouton appuyer sur sa boîte quantique, ainsi que l'opportunité d'utiliser la boîte du tout. Dans les cas où Bob utilise sa boîte quantique, il peut combiner sa sortie avec son observation de la stratégie d'Alice pour décider de son propre mouvement. Cette information supplémentaire - pas exactement la valeur de la carte d'Alice, mais plus d'informations qu'une supposition aléatoire—peut aider Bob à décider s'il doit frapper ou se tenir debout.

Les chercheurs ont exécuté les trois scénarios, avec de nombreuses combinaisons de cartes entre chaque joueur et le croupier, et avec l'augmentation du nombre de cartes laissées dans le jeu du croupier, pour voir combien de fois Alice et Bob pourraient gagner contre le croupier.

Après avoir exécuté des milliers de tours pour chacun des trois scénarios, ils ont constaté que les joueurs avaient un léger avantage sur le croupier dans le scénario d'intrication quantique, par rapport à la stratégie classique de comptage de cartes, mais seulement lorsqu'une poignée de cartes restait dans le jeu du croupier.

"Au fur et à mesure que vous augmentez le jeu et augmentez donc toutes les possibilités de différentes cartes qui vous parviennent, le fait que vous en sachiez un peu plus grâce à ce processus quantique se dilue en fait, " explique Formaggio.

Néanmoins, Harrow note qu'« il était surprenant que ces problèmes correspondent même, qu'il était même logique d'envisager une stratégie enchevêtrée au blackjack."

Ces résultats signifient-ils que les futures équipes de blackjack pourraient utiliser des stratégies quantiques à leur avantage ?

« Il faudrait un très gros investisseur, et ma conjecture est, transporter un ordinateur quantique dans votre sac à dos fera probablement basculer la maison, " Formaggio dit. "Nous pensons que les casinos sont à l'abri en ce moment de cette menace particulière."