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第四十二章 DNA計算機 (第2/3頁)

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“至於你說得什麼np完全問題,那不就是以多項式時間作為上限,無限去做約化。我解不出一元一次的,我就去解更復雜的二元一次;解不出二元一次,就去解更復雜的三元一次。

這樣無限套娃下去,約化到一個無限複雜的問題,你拍著胸脯說:嘿,只要把這道題解出來,世界上所有問題就都難不倒我了!”

盧赫說完,右手搭在艾達否肩膀上,左手指著天空:“老艾啊,哥送你一句話:仰望星空,腳踏實地。左腳蹬右腳永遠都上不了天。”

艾達否聽後不屑地笑了笑,“你可去拉倒吧,你個思想落伍的保守分子。dna計算機是怎麼工作的你知道嗎?”

“怎麼工作的啊?”盧赫來了興致。

艾達否一臉認真地娓娓道來:

“你知道哈密頓問題嗎?圖論裡面的最著名難題。不知道也沒關係,給你簡單點描述一下:

假如你是一個時間管理大師,同時交往著5的女朋友,這些女朋友分佈在5個不同的城市。有一天,你被老闆派到另一個城市出差。好巧不巧,在那個城市你一個女朋友都沒有,而你非常想念她們,想借著公費出差的機會,把這5個女朋友都見一遍。

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由於經費有限,你又很摳門不想多掏機票錢,所以每個城市只能去一次。同時這些城市之間又不全部都有雙向直飛航線,你該怎麼做呢?

你可以想想,但我告訴你不論你怎麼想都沒用。因為這類問題的解法只有一個,那就是試!和我們暴力破解密碼一樣,一個一個試!

進一步的,如果你不只五個女朋友,而是有50個、500個、5萬個、無窮個,你該怎麼辦?”

盧赫對著艾達否逐漸由認真轉為嬉笑的臉,思索片刻,答道:“我覺得這個問題我不需要考慮。5個女朋友大眼一瞅在紙上畫畫也就出來了,如果再多,我肯定會先死在床上。”

“你個死變態。”艾達否一臉嫌棄道:

“很難對吧?這其實是一個時間複雜度為n!的問題,也就是說,如果你有n個女朋友,就要嘗試n的階乘次。如果你女朋友多達萬個,就算是擁有4萬個核心天河三號,也要算到你年過花甲。

可這個問題對於dna計算機來說,卻是小菜一疊。它是這麼算的:

假如你現在剛見完1號女朋友,準備奔赴到2號的懷抱。那麼你離開1號女朋友的行為,就被編碼為acac;奔赴2號女朋友的行為,被編碼為gtgt。把這兩串編碼合起來,acacgtgt就代表你從1號到2號的路徑。

接下來,你見完了2號女朋友,又匆匆趕往3號。這個過程可以再用編碼表示為tctcagag。

也就是說,8個鹼基就可以用來表示你和其中一個女朋友從見面到拜拜的全過程。這個時候你肯定就要問了,我要你規劃一條連續的路徑,可acacgtgt、tctcagag是分離的兩條鏈,這還怎麼能玩兒的下去?

很簡單嘛,鹼基對是可以互補的。你再找一條cacaagag,不就可以跟膠水一樣,把那兩條毫不相關的鏈給粘起來了嗎?

接下來的事情就更簡單了。你有幾個女朋友,就用幾串8位編碼來表示和她們的見面和拜拜的過程。然後你把你的女朋友和膠水都合成一下,擴增個幾萬億條,放在一起,養蠱。

根據鹼基配對原則,膠水分分鐘就能發揮作用,把各種女朋友給粘起來。這個時候,你會得到幾萬億條路徑。這就是路徑遍歷的所有結果。

那你又要問,我怎麼把最省錢的那一條路徑給篩選出來呢?

這也很簡單,你的起點和終點是固定的。只要拿起點和終點作引物,擴增一下,起終點正確的路才能被擴增,不正確的會被逐漸稀釋掉。至於有些路徑上,你少見了幾個女朋友,或者重複多見了幾個女朋友,這些鏈的長度肯定是不對的。

最終,你把它們電泳一下,鏈長的和鏈短的分開,挑出長度剛好的鏈,測個序,答案不就出來了嗎?”

艾達否說完,搶過盧赫手裡的水,猛灌了幾口,“要知道,1克的dna可以儲存215pb的資料,相當於2億部小電影。這還不算完,由於鹼基配對的速度不慢,這215pb可以直接當作記憶體用,有幾條鏈就相當於有幾個執行緒並行執行。

有個神仙已經設計出了多項式時間的、基於dna演算法的np完全演算法,只不過減少時間複雜度的時候,犧牲掉了空間複雜度。這個演算法實現起來,需要有指數數量的編碼方式,和鉅額的儲存空間。

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