正文 第1468章 算力（下） 文 / 風無求
“傳統計算機呢，就好比是你面前有一扇門，你不知道怎麼開門，但你知道如何算出開門方法的這個運算過程；
比如說，我想算一個很大的數是不是質數……隨便一個好了，1597…3，光看肯定是看不出來的哈，並且我手頭也沒有質數表沒法對，怎麼辦呢？
按照定義來，讓計算機一個一個去除，15973除以2，有余數，除以3，還是有，除以4，還是有……無限窮舉，直到算出沒有余數的結果或者算完了為止。
那也就是說，通過傳統計算機，我想要達到這個答案，最悲劇的情況是不是說我至少得算15971次呢？
因為電腦不會思考嘛，如果是個人，你看到這個數，算都不用算，一眼就能看出來它肯定不可能被2、3、5整除，能夠分解成含有這些數字的都不用考慮、直接可以跳過了。
這個數無法被2整除，所以它絕對不可能被任何一個偶數整除、所有偶數都可以跳過；
不能被3整除，那6、9、12、15包括後面的那些也可以跳過，5也同理，後面帶5帶0的都可以無視。
然後呢，因為你一眼就能看出來這數除以2之後是7000多余1，那7000多以後的數字你也不會去考慮，同理其他數，根號之後得到的結果的整數部分能不能同理呢……當然可以咯。
所以，如果是人來算，可能充其量……200多次就能得到答案。
但電腦沒有這樣的邏輯，它就是一門心思往死了算，算到所有的數都除完了才會停。
這就像是踢皮球一樣，連續不斷地用2、3、4這些個除數往那扇門上踢，事先設定說余數為0的時候那扇門打開，但一直到踢到無球可踢了門都沒有被你踢開，哦，說明15973確實是質數，你的答案得到解答了。
這是傳統計算機的運行模式。
量子計算機是怎麼樣的呢？
同樣是踢球，但是！
我腳下是兩個用線連在一起的球。
這根線還不是普通的線，而是彈簧線。
質量非常好，彈力極高不說，橫向形變也注定是0。
之前是被壓縮到了極致，踢出去之後，彈簧張開，兩個球會嚴格按照180度夾角前後而行。
換言之，這一腳踢出去之後，實際上我是兩個球，一個向前，一個在彈力作用下向後。
這就是所謂的量子糾纏，兩個看似不相關的粒子緊密相連、任何一個發生狀態變化都會帶動另外一個狀態發生變化。
但實際上中間這根彈簧是不存在的。
你可能覺得這不能理解啊，但不需要去理解，我說的量子物理無法自圓其說就在于此，波粒二象性是量子物理最基礎的理論支撐，屬于地基中的地基。
確實存在這種現象、但為什麼存在呢？不知道為什麼。
連地基都不穩，這棟大廈怎麼可能讓人踏實？
好吧，不要去管那些，總之，確實有這樣一種體系的雙球系統，踢出去落地之後，一個在前、一個在後。
那情況會怎麼樣呢？
鎭，我現在前後都立一道門！
邏輯跟傳統計算機一樣，余數為0，開門，不為0，繼續踢。
但我現在每一腳出去是指向兩個結果，一前一後。
最悲劇狀態下，同樣是15971次運算，但是……因為我一腳是兩個嘛，那就只需要踢……15971/2=7985.5，末位進1一共7986次就可以了。
減少了多少計算量呢。
再如果，這個球魔力還更強，它不需要我來踢，它自己可以飛……
那我多找幾個球啊，反正它自己飛嘛。
每一個球都是前後各一扇門。
1組球，一次運算，兩次；
2組球，一次運算，2的平方，4次；
3組，2的立方，8次；
以此類推，10組球，每次運算，2的10次方，1024次。
傳統計算機，一腳下去，球必定往前、門只有一扇；
量子計算機，球既前又後，同時門也可以開無數扇。
一樣的算法、一樣的過程，但10量子糾纏的量子計算機理論上可以達到傳統計算機1024倍的算力。
簡單來說，這就是量子計算機的工作原理了。”
說完，李涵瀅帶著些沾沾自喜看了眼李凌峰，後者則反回一臉……鄙視。
李涵瀅也不生氣，依然是笑。
她在笑，但留香那邊卻有些掉線。
很明顯，她根本沒有听進去半個字，就一直在那兒裝模作樣，裝了半天之後，沒听見下文方才反應過來。
她也不羞，故作鎮定追問道，“可還是跟液氦沒有關系啊？”
“哦……不好意思……忘了……”李涵瀅俏皮得吐了下舌頭，“理論上是這樣，實際操作過程中呢……很難。
量子的運行軌跡……
不是簡單地上下左右前後。
它有可能出現在整個空間、任何一個角度、任何一個位置。
飛出去之後，你不知道它會出現在哪個點，因為整個過程你不能觀測；
薛定諤的貓嘛、前提條件，不能觀測。
不開盒子，這貓是既死又生的疊加態；開盒子的一瞬間，你看到了貓究竟是生是死、疊加態崩潰、波函數坍縮。
那難道說在這個空間所有地方都安上一扇門、每扇門上都安上傳感器？
不現實嘛，對不對？
怎麼辦呢？
人為控制，讓它只能向前向後。
這就需要低溫環境。
極低極低，基本上要逼近絕對零度。
那些漫畫里面寫絕對零度是怎麼描述的？
在那一溫度下，所有粒子停止運動，一切能量煙消雲散，分子力清0，既沒有排斥、也沒有相吸，所有的物質瞬間土崩瓦解。
其實這個倒還算沒有說錯。
理論上來說，絕對零度條件下，確實是那樣。
溫度達到了近似那樣的條件下，粒子運動趨向于消失，它是穩定的，那我們就可以通過一些外在方式引導這個粒子在特定方向上進行運動了。
最簡單的，電場或者磁場嘛。
人為構建這樣一組管道，讓粒子只能在這個方向上移動。
這就能理解為什麼說需要液氦了吧？這是人類現在能找到的溫度最低的物質了，標準大氣壓下沸點4.215K，也就是零下268.935攝氏度，循環冷卻下，以現有技術，最低最低、可以將環境溫度降到0.005K，勉強、勉強可以維持住量子糾纏狀態、讓球的運動方向一直保持在我們需要它在的那個方向上。
听懂了吧？”
“啊？”留香那豆大的眼珠，就是最好的證明李涵瀅最後那句話錯誤性的證據。
但這不打緊，留香瞬間又開啟了嘴硬模式，“沒錯沒錯，基本听懂了！”
陸明一听，鎭，這小丫頭倒還謙虛，竟然知道要加上“基本”這兩個字。
這個詞可很有講究，人家說了1萬個字，听懂了九千個，那當然是“基本”；
就听懂了1個，能不能說“基本”呢？
憑什麼不能？
說不能的，來，給個標準，1萬字里面听懂幾個才能算“基本”？
李涵瀅一個學物理的，自然不懂這些“社會科學”的東西，她對面前這“一點就通”的學生顯然是相當滿意，不禁直接對著李凌峰炫耀了起來，“那我完成任務了ho，某不肖弟弟可以滿意了？”
留香瞬間臉紅了，她連忙岔開話題開始吹捧起李涵瀅了，“那這麼說來，量子力學其實很有用嘛，照姐姐你說的，10組、10組……”
陸明有些看不下去，直接在管理頻道里打字給了提示，“量子糾纏”
“……10組量子糾纏的量子計算機可以達到傳統計算機的……”
剛流利不到半秒，又卡殼了。
她倒也聰明，見陸明沒有繼續提示，反倒是“暗示”了起來
“……傳統計算機的2的10次方倍數算力，也——就——是……”
陸明無語了，這也能忘？
沒買過電腦嗎、沒用過U盤嗎？不知道1T等于多少兆嗎？
1024！
為什麼1T硬盤買回來往電腦上一連顯示只有931M呢？
很簡單，這是廠商在玩文字游戲，他們定義的1T，是按1000的4次方來走的，他們說1T=1千G，然後1G=1千兆，往下到kb、再到b、字節；
但電腦系統認為的1T，是1024的4次方，1T=1024M。
換算過來，硬盤廠商口中的1T=10的12次方字節=操作系統眼里的0.9095T=931.32M。
高于這個數兒，還算“比較”良心。
低了？
直接打315舉報！一告一個準！
雖然說沒有廠商會蠢到那地步……
陸明恨恨得打下答案後，留香也甚是得意得繼續在老師面前展示著自己的“良好表現”，“……倍運算能力，這已經是相當相當厲害了啊！如果說量子糾——纏的組數更多，這個倍數還能繼續再往上漲，幾何型增長啊，天啊，光這一點就絕對是劃時代的進步了，姐姐你剛才為什麼還要說量子力學沒有用呢？”
李涵瀅解釋道，“這倍數僅僅是理論啊，說是1024，其實根本達不到；
為什麼呢？
嗯……現在我不是算1萬7000多的那個數字是不是質數了，算個小的，1021，2000以內的質數表我還是記得的嘛，嘻嘻。
傳統計算機來算，要1019次才能窮舉；
10量子比特的量子計算機呢？1次就夠了。
算力相差多少倍？沒有到1024吧？很接近，但沒到。
那如果是1031呢？
傳統計算機，1029次；
量子計算機……2次。
倍率是多少？514.5。
懂了吧？
第一次同時計算1024個結果，第二次卻只需要計算5個。
算力再高，有什麼用呢？
或多或少都會浪費一部分的。
而偏偏在計算機這個領域里，算法遠比算力來得重要。
還是說算質數，我剛才也說過，電腦蠢、只會窮舉。
但操作電腦的人不蠢啊，寫操作程序的人不蠢啊，人家看到這個數……第一眼就可以篩掉2、3、5和其他所有能被這些數整除的、也知道可以反向篩掉被這些數除了之後取整得到的余數，這很簡單的，就幾行代碼的事。
實際上光看這個例子不是很明顯啊，但有些算法真的……不要說1024倍了，節省1億倍算力都有可能。
千萬別覺得這不可思議，這點在密碼學上體現得相當明顯，有種叫恩尼格瑪（enigma）密碼機的東西你听過嗎？二戰時候的產物啊，將近200年前啊，就靠那種……純機械的方式，都能輕松達到超過1京的排列組合方式啊，這什麼概念？1億億啊，那個時候根本還沒有電腦呢，想暴力破解、你覺得可能嗎？
但人家就是破解了啊！
靠純人力——或者說腦力！一個人，只需要那麼幾十份密文，一天、甚至可能說一天都不到，人家就可以從一億億種可能里找到那唯一的一個解！
當時第一次看到那一套解密邏輯的時候，我還覺得沒什麼，到後來實際接觸過密碼學……額……量子力學除了計算機以外還有一個已經進入商業應用的東西就是量子加密嘛，我們有的時候也靠給人家更新秘鑰賺外快。
對這個我的感覺就是……
太神奇了、真的太神奇了！
道高一尺魔高一丈啊！
別的就不好跟你說了，打個比方……游戲破解；
管你多復雜的算法、多天文的排列組合，只要人家對這個游戲有足夠的愛、肯花時間去鑽研，我即使是算力接近1正的量子計算機算出來的秘鑰，人家就靠民用電腦CPU那麼區區幾G赫茲、該破解的肯定還是給你破解了啊！
所以說，算力這個東西，真的，太浮雲了。”
留香愕然，“那、那怎麼辦呢？”
“還能怎麼辦？涼拌啊。”李涵瀅賣了個萌，隨後又說道，“在算法方面動文章呢、沒有意義，量子計算機可以用這套算法、傳統計算機也可以啊，本質上的運算邏輯都是一樣的嘛；
那就只能提高算力運用率了啊，
不追求絕對算力，追求線程數。
其實任何一台超算都是這麼走的，幾千、幾萬塊處理器連到一起，听上去是不是特別low、特別容易出問題？
但這是最理智的做法。
有10個問題等著算，是一個一個排著來、算完一個算下一個？
肯定是把整個系統拆成10份，一份算一題更好啊，你既然已經听懂了我剛才說的那些，那肯定也能想明白，單一核心算力越低、算力浪費的可能性就越小，一次算一個除數、那算力絕對不可能浪費。
這個就跟分工合作一樣，一個人全知全能、什麼都可以做，那他就真的什麼都要去做？
太愚蠢了，簡直愚不可及，有些工作確實簡單，這也去做、那也去做，每一項又都只能發揮那麼一小部分的能力，這里浪費一點、那里浪費一點，既搶掉了別人的工作機會、又浪費了自己的時間。
真的，我都不敢相信這世界上竟然還會有人抱持這種愚蠢的觀念！
妹妹，你說是不是？”
留香瞬間呆若木雞。
陸明和紅塵眼楮都直了……
大姐，你問錯人了。
你面前那個，恰恰就是這樣的人。