“九章”量子计算机为啥快?玻色采样是什么?量子霸权时代来了吗?(16)

作者: admin 分类: 科学 发布时间: 2021-10-01 23:51

        各位同学大家好,我是李勇德老师。最近有一个大新闻说是中国科学技术大学潘建伟团队呢创造出了世界一流的量子计算机原型机。九章九庄计算机在计算玻色采样问题的时候,几百秒的计算结果。超级计算机却需要计算几十亿年。有小朋友就问我说这个玻色采样问题到底是怎么一个问题呢?九章计算机真的这么能算嘛,那我们的银行密码还安全不安全呢?今天呢我觉得讨论一下这个问题。

        因为组装计算机是一个新型的计算机。我今天的讨论呢是基于我自己的理解。那么如果大家有不同意的意见呢,也可以写在评论区里。我们首先呢先来讨论一个以前讨论过的问题。叫做高尔顿。钉板。高尔顿钉板啊,我们在之前讲正态分布的时候就讨论过啊。

        高尔顿钉板呢,他长这个样子,这一个可以放桌子的口,然后呢有一个这样的通道啊,一个这样的通道。然后里面呢有一些横着的钉子,一排两排、三排、四排啊,有一些横着的钉子。然后呢,在这个丁字最底下又有一些槽。那么现在呢,我如果把一个小球从这上面放过去啊,比如我在这里放一个小球放进去,然后我就问你落在每一个草里的概率有多大,那这就是所谓的高尔顿钉板的问题啊。其实这个问题也不难不难计算。你看啊我这个球过来了之后,我到这个位置只有一种方法。

        那么如果他想调到左边怎么办?你撞第一个丁字是可以往左跑,也可以往右跑。但是如果你想调到最左边这个词。你撞第一个钉子之后,必须得往左跑,你就撞到第二个钉子,你也必须得往左跑,你再往左再往左,最后你只有这么一条路径能够钓到这里边,对不对?所以最终啊调到左边的这块方法数就有。一种同样道理,如果这个小球想钓到最右边这个草里,他也只能一路向右走。所以也只有一种方法能够调到最右边这个草里。但是如果掉到中间这些个词儿,你怎么计算呢?我们要这么想啊。你如果想钓到这个位置的话,你怎么走?你可以先走到这儿再折回来,你也可以先走到右边再折回来。所以到这儿的方法数,其实直到左上和到右上的方法树脂盒,对吗?所以到这儿的方法数应该有两种啊,就是你可以这么走,你也可以这么走,是不是啊?那么到这儿呢,方法是否几种,你可以从这儿过来可以从这过来。

        有1加2等于三种。到这儿的方法数也是三种464,大家看出来了吗?这实际上是一个什么杨辉三角,对不对?所以你有4种方法到这个词里,6种化到这个词里有4种画法到这个槽里。每一种运动的方法呢概率都是相等的。一共有多少种方法?一共有1加4加6加4加1,一共有16种方法。所以到左边这个词概率十六分之一。

        16分之46分之36分之4和16分之一。我们用手算呢,很快就能够把这种四层算出来。但是层数如果多了怎么办呢啊?那么人们经过计算呢,可以得到这样一个结果啊,说啊如果你有什么呀?如果你有N排钉子。如果有N排钉子啊,N排钉子的话,那这个槽比如我这里有四排钉子,曹就只有五个,所以是有N加一个什么呀?N加一个槽。啊,N加一个草,然后呢我们落入这个球,我落入第K个槽。dk个槽,注意K一定小于等于冤家一对吧,看影响有小行家,因为一共就只有N加一个槽嘛,这个概率有多大呢?哎这个概率。

        是可以计算的,概率P应该是等于2的N次幂分之CNK减1。咱们仔细看二单子,你什么意思?就是你美落到一个定位上,你要么往左,要么往右,每一次你都有两种选择,对吧?你要遇到安排钉子,所以你有二的N次方种选择,每一种选择都是等可能的。因此这个就是。总共的呃可能性个数。那么CNK减一什么意思呢?你落到地开个槽。其实意思是啥?比如你落到第一个词,就是所有每一次壮丁子,你都给往左边走,你不能往右边走。

        对不对?如果你落到这儿的话呢,就说明你在这几次碰钉子的过程中,有一次是往右的,剩下的都是往左的。那这个方法术就叫组合数CNK减1。所以啊他实际上表示的是落入这个球的方法数,那落入这个球的方法数。一个是总方法数,一个是落入这个词儿的方法书,它俩一除呢,就是这概率呢。

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