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Quantum game theory is an exciting new topic that combines the physical behaviour of information in quantum mechanical systems with game theory, the mathematical description of conflict and competition situations, to shed new light on the fields of quantum control and quantum information. This thesis presents quantizations of some classic game-theoretic problems, new results in existing quantization schemes for two player, two strategy non-zero sum games, and in quantum versions of Parrondo's games, where the combination of two losing games can result in a winning game. In addition, quantum cellular automata and quantum walks are discussed, with a history-dependent quantum walk being presented. / Thesis (Ph.D.)--School of Electrical and Electronic Engineering , 2005.

Quantum game theory is an exciting new topic that combines the physical behaviour of information in quantum mechanical systems with game theory, the mathematical description of conflict and competition situations, to shed new light on the fields of quantum control and quantum information. This thesis presents quantizations of some classic game-theoretic problems, new results in existing quantization schemes for two player, two strategy non-zero sum games, and in quantum versions of Parrondo's games, where the combination of two losing games can result in a winning game. In addition, quantum cellular automata and quantum walks are discussed, with a history-dependent quantum walk being presented. / Thesis (Ph.D.)--School of Electrical and Electronic Engineering , 2005.

The purpose of this thesis is to provide a beginning graduate student in mathematics with the general theory underlying competition between rational, intelligent opponents. This competition can be described as a game of opposing strategies; hence, the name game theory.

Submitted by ANA KARLA PEREIRA RODRIGUES (anakarla_@hotmail.com) on 2017-09-08T14:13:47Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5228177 bytes, checksum: af37cd900381280a1be995ac62f18ca9 (MD5) / Approved for entry into archive by ANA KARLA PEREIRA RODRIGUES (anakarla_@hotmail.com) on 2017-09-08T15:53:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5228177 bytes, checksum: af37cd900381280a1be995ac62f18ca9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-08T15:53:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5228177 bytes, checksum: af37cd900381280a1be995ac62f18ca9 (MD5) Previous issue date: 2017-01-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Games are present in all phases of human life and some of them are considered game of chance. Game theory is a branch of mathematics concerned in decision models where the goal is to gain, and is applicable to several behavioral studies including economics, political science, psychology, and logic. The games studied in this theory have well de ned elements such as players, information and actions. In this work we will see that games of chance are games that are more likely to be defeated than win, we will deal with some well known and common games such as: Poker, Blackjack, Craps, Roulette and Lottery as the Mega-Sena. Show how these games work, their stories and the odds of a player to be successful in playing, in order to show mathematically the real chances of winning when playing these famous games. / Os jogos são presentes em todas as fases da vida do ser humano e alguns deles são considerados Jogos de Azar. A teoria dos jogos é o ramo da matemática que estuda modelos de decisão onde o objetivo é ter ganhos, e é aplicável a diversos estudos comportamentais incluindo economia, ciências políticas, psicologia e lógica. Os jogos estudados nesta teoria possuem elementos bem de nidos como jogadores, informações e ações. Neste trabalho veremos que os Jogos de Azar são aqueles que tem a maior probabilidade de derrota do que de vitória, trataremos de alguns jogos bastante conhecidos e comuns como: Pôquer, Blackjack, Craps, Roleta e Loteria como a Mega-Sena. Mostrar o funcionamento desses jogos, um pouco das suas hist órias e as probabilidades de um jogador obter sucesso ao jogar, a m de demonstrar matematicamente as reais chances de se ganhar ao jogar os famosos jogos de azar.

Orientador : Celso Pascoli Bottura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2018-08-17T06:32:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CostaFilho_JoseTarcisio_D.pdf: 11412677 bytes, checksum: cbe4c9ca6c7a461ef41e5bff9934bfbd (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Sistemas reais de grande porte constituídos de subsistemas interconectados fisicamente e distribuídos espacialmente, frequentemente envolvem a descentralização do con trole entre vários agentes de decisão com objetivos diferentes e comumente conflitantes. Quando mais de um agente de decisão, AD, está envolvido, as teorias de jogos dinâmicos e de sistemas hierárquicos devem ser consideradas. Neste sentido, o jogo dinâmico, visto como uma tarefa organizacional, pode ser mapeado sobre um rede de computadores onde cada agente de decisão é associado a um computador. Para a computação paralela e distribui da de jogos dinâmicos esta tese trata de alguns aspectos importantes. Primeiramente, a proposta de um jogo distribuído assíncrono onde a distribuição dos agentes de decisão sobre a rede de computadores permite o acoplamento algoritmo/ hal'dware. Para isto, o conceito de jogo de Stackelberg é estendido para incluir jogos multiníveis onde os agentes são divididos em dois grupos: um grupo de agentes líderes (múltiplos coordenadores) e um grupo de agentes seguidores (controladores locais), e cada AD pode ou não estar cooperando dentro de seu grupo. Neste sentido, propusemos uma metodologia de otimização distribui da heterárquica que envolve esquemas de decomposições espacial e temporal com distribuiçâo da coordenaçâo, baseada em estratégias em malha aberta de Stackelberg, de Nash, de Pareto e de Equipe. Em segundo lugar, propomos formas de implementaçâo dos algoritmos de decisâo propostos sobre arquiteturas de computação paralela, vetorial e distribuida, com os objetivos de melhorar o desempenho computacional e de obter decisões on-line através da exploração dos graus de paralelismo e de vetorização nos algoritmos para a obtençâo de decisões individuais e da computação distribuida do sistema de múltiplos agentes. Em terceiro lugar, desenvolvemos uma ferramenta de software de suporte para múltiplas decisões distribui das sobre uma rede de estações de trabalho UNIX / Abstract: Reallarge scale systems consisting of physically interconnected subsystems dis ributed in space, frequently involve a decentralization of control among several decision makers with different and usually conflicting als hen more than one decision maker, D M, is involved, dynamic games theory and hierarchical approaches ould be consid ered. ln this sense, the dynamic game viewed as an organizational task can be mapped onto a computeI' network where each local decision is associated to a computeI'. For the parallel and distributed computation of dynamic games. this thesis studies some important aspects. Firstly, the proposal of an ynchronous distributed game where the distribuition of the decision makers over the computeI' network allows the matching algorithm/hardware. For doing this, the Stackelberg concept is idened to include multilevel games where the D.M sare assumed to be divided into t o groups: a group of leaders (multiple coordinators) and a group of followers (local controlers), and every DM may or may not be cooperating within his own group. ln this sense e propose an heterarchical distributed optimization methodology that inyolves temporal and spatial decomposition schemes with coordination distribution based on open-Ioop Stackelberg, Nash, Pareto and Team strategies. Secondly, we propose implementation forms for the proposed de cision algorithms on the parallel, vectorial and distributed computeI' architectures, with the objectives of computational rformance imprO ement and of on-line decision making through the algorithms parallelism and vectorizati_n degrees exploration for the individual decisions achievement and through the decision makers distributed computation. Thirdly, a distributed multidecision making suport soft are over a workstation network was developed / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Flavio Keidi Miyazawa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T17:39:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vignatti_AndreLuis_D.pdf: 822237 bytes, checksum: d9b8ad70708a9313f0d1ed9d64d39302 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesta tese, estudamos versões de teoria dos jogos dos problemas de empacotamento de itens e balanceamento de carga. Consideramos que a implementação de um algoritmo centralizado de controle é inviável, fazendo com que as entidades participantes do sistema ajam de maneira egoísta. Assim, a escolha egoísta de estratégias pelas entidades pode ou não levar a um estado estável do sistema, chamado de equilíbrio de Nash. Dependendo das condições definidas pelo modelo utilizado, devemos embutir certas regras para as entidades, contanto que as entidades tenham incentivo de utilizá-las e que, além disso, façam com que o sistema alcance um equilíbrio de Nash. Os principais resultados desta tese são relativos ao tempo de convergência para o equilíbrio de Nash, ou seja, buscamos saber quantas vezes os agentes mudam suas estratégias até alcançarem o equilíbrio de Nash, seja agindo de maneira completamente egoísta ou seguindo certas regras. Para o jogo de empacotamento de itens, apresentamos limitantes teóricos para o tempo de convergência, olhando ambos os casos de atualizações seqüenciais ou simultâneas das estratégias. Para o jogo de balanceamento de carga consideramos um modelo distribuído assíncrono com entidades heterogêneas, apresentando algumas regras que as entidades devem seguir e realizamos simulações para comparar as regras apresentadas / Abstract: In this thesis, we study game-theorical versions of the bin packing and load balancing problems. We consider that the implementation of a centralized controller algorithm is not feasible, making the entities that participate in the system act in a selfish way. Thus, the selfish choice of the strategies by the entities may or may not lead to a stable state of the system, called Nash equilibrium. Depending on the conditions defined by the considered model, we must build certain rules for entities, provided that the entities have incentive to use them and also make the system reach a Nash equilibrium. The main results of this thesis are related to the convergence time to Nash equilibrium, i.e., we seek to know how many times the agents change their strategies until they reach a Nash equilibrium, whether they act in a completely selfish way or follow certain rules. For the bin packing game, we present theoretical bounds for the convergence time, considering both the cases of sequential or simultaneous updates of the strategies. For the load balancing game, we consider an asynchronous distributed model with heterogeneous entities, presenting some rules that the entities must follow and we carry out simulations to compare the presented rules / Doutorado / Teoria da Computação / Doutor em Ciência da Computação

Signaling games are part of games with imperfect information. The games with imperfect information mean that the player doesn't know all moves of players, which played before him. The signaling game as such are interesting because some players have more information than the others. The better informed group of players can indicate to uninformed players what they know and wait how the opponents react. Generally the move which uninformed party takes influence all players. In my papers I want to describe main rules for signaling games, show possible ways how to solve this kinds of problems and use this new knowledge in aplication on problem which can be usable in practices.

La théorie des jeux est un outils standard quand il s'agit de l'étude des systèmes réactifs. Ceci est une conséquence de la variété des modèle de jeux tant au niveau de l'interaction des joueurs qu'au niveau de l'information que chaque joueur possède.Dans cette thèse, on étudie le problème de la valeur pour des jeux où les joueurs possèdent une information parfaite, information partiel et aucune information. Dans le cas où les joueurs possèdent une information parfaite sur l'état du jeu,on étudie le problème de la valeur pour des jeux dont les objectifs sont des combinaisons booléennes d'objectifs qualitatifs et quantitatifs.Pour les jeux stochastiques à un joueur, on montre que les valeurs sont calculables en temps polynomiale et on montre que les stratégies optimalespeuvent être implementées avec une mémoire finie.On montre aussi que notre construction pour la conjonction de parité et de la moyenne positivepeut être étendue au cadre des jeux stochastiques à deux joueurs. Dans le cas où les joueurs ont une information partielle,on étudie le problème de la valeur pour la condition d'accessibilité.On montre que le calcul de l'ensemble des états à valeur 1 est un problème indécidable,on introduit une sous classe pour laquelle ce problème est décidable.Le problème de la valeur 1 pour cette sous classe est PSPACE-complet dansle cas de joueur aveugle et dans EXPTIME dans le cas de joueur avec observations partielles. / Game theory proved to be very useful in the fieldof verification of open reactive systems. This is due to the widevariety of games' model that differ in the way players interactand the amount of information players have.In this thesis, we study the value problem forgames where players have full knowledge on their current configurationof the game, partial knowledge, and no knowledge.\\In the case where players have perfect information,we study the value problem for objectives that consist in combinationof qualitative and quantitative conditions.In the case of one player stochastic games, we show thatthe values are computable in polynomial time and show thatthe optimal strategies exist and can be implemented with finite memory.We also showed that our construction for parity and positive-average Markov decisionprocesses extends to the case of two-player stochastic games.\\In the case where the players have partial information,we study the value problem for reachability objectives.We show that computing the set of states with value 1 is an undecidableproblem and introduce a decidable subclass for the value 1 problem.This sub class is PSPACE-complete in the case of blind controllersand EXPTIME is the setting of games with partial observations.

Orientador : Marcos César Alvarez / Resumo: Neste trabalho, foi feita uma análise crítica da relação da Teoria dos Jogos com as Ciências Sociais. Antes disso, é elucidada a história da Teoria dos Jogos, sendo destacado que esta teoria surgiu com o objetivo de atuar na Economia, que é uma Ciência Social. Conforme a Teoria dos Jogos evoluiu, mais ampliou e aprofundou suas aplicações em diferentes âmbitos, visto que em todas as suas aplicações a Teoria dos Jogos é usada para se compreender e até mesmo prever como diferentes agentes se comportarão de forma interdependente em situações de conflito, cooperação ou até mesmo o misto de ambos contextos (conflito e cooperação). Ao longo deste trabalho, é abordada a Teoria dos Jogos no contexto das Ciências Sociais, assim como a possibilidade de se aplicar a teoria no aspecto macro-social da sociedade. Dando seqüência à discussão, é também exposta a aplicação da teoria dos Jogos nas Relações Internacionais; em seguida, é elucidada a grande afinidade da Teoria dos Jogos com a Teoria da Escolha Racional. Para mais aprofundarmos o objeto desta pesquisa (a relação da Teoria dos Jogos com as Ciências Sociais), o Homo Sociologicus de Dahrendorf é analisado como um jogador, em condições de decidir e optar por estratégias alternativas, levando-se em consideração os diferentes comportamentos dos demais agentes inseridos nos mesmos contextos sociais que o Homo Sociologicus se encontra. Por fim, procuramos apresentar uma visão crítica à Teoria dos Jogos, assim como possíveis afinidades e obstáculos no que se referem à relação da teoria com as Ciências Sociais. Quanto mais a Teoria dos Jogos é aperfeiçoada, mais ela se aproxima da possibilidade de ser aplicada nas Ciências Sociais, tendo como base o aprofundamento de relações sociais em que as condutas dos agentes são interdependentes, podendo vigorar a cooperação e a competição simultaneamente. / Abstract: This written work was carried out as a critical analysis about the relation between Games Theory and Social Sciences. First, the Games Theory history is made clear, putting in relief the fact that this theory arouse with the purpose of actuating on Economy which is a Social Science. According to the evolution of Games Theory, its applications to different areas increased an deepened, since all of its applications, the Games Theory is used to comprehend and even to foresee how different agents will behavior on an independent way within conflict, cooperation or a mix of both situations. In the course of this work, the Games Theory is taken within the Social Sciences context, as well as the possibility of applying this theory to the society macrosocial aspect. Afterwards, its is showed the application of this theory to the International Relations; and after that it is made clear the very close affinity between Games Theory and Rational Chose Theory. In the sake of deepen the object of this research (the relation between Games Theory and Social Sciences), Homo Sociologicus of Dahrendorf is analyzed as a player, in conditions of opting and deciding for alternative strategies, considering the different behaviors of the others agents among the same social contexts in which Homo Sociologicus has been in. Finally, it is intended to show a critical view of Games Theory, as well as, possible affinities and obstacles relating to the relation between this theory with Social Sciences. The most improved Games Theory is, the closest it gets to be applied on Social Sciences, based on the fact of the deepening of social relationships in which the agents procedures are interdependent, being possible the cooperation and competition rule simultaneously. / Mestre