乱数発生アルゴリズム、量子的乱数発生器の値段、ubuntuの由来

分子動力学(molecular dynamics, MD)計算では、しばしば乱数を使います。昨日の温度制御でも、Langevin dynamicsという方法では速度を乱数で変化させます。乱数の作り方は、通常は疑似乱数を作るサブプログラムを呼びます。疑似乱数は、初回のみ人間が数値(“random seed”)を与えて、呼び出すたびに一定規則で値を計算して返し、その値を次の呼び出しの計算に使うことにより、箱の中に手を突っ込んで数字の書いた紙を毎回取り出すような感じで使えます。
計算法が興味深いですが、4桁の数字を二乗してできる8桁の数字の真ん中4桁を取り出す、というのを繰り返す方法が初等教科書に例として書いてあります。これでは本当に一様に数字が出てくるかどうかわかりません。現在よく使われているのがメルセンヌ・ツイスターと呼ばれるアルゴリズムで、日本人が考案しました(1996年)。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%83%AB%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%83%8C%E3%83%BB%E3%83%84%E3%82%A4%E3%82%B9%E3%82%BF
ただ、これを暗号通信につかったりすると時間を掛ければ解読できるそうなので、本当に物理的な過程を使う乱数発生器が市販されています。USBにさすタイプで1036ユーロ(13万5000円くらい、スイス製)。
https://www.argocorp.com/compo/IDQ/IDQ.html
https://www.idquantique.com/shop/online-shop/

微弱な光を斜めに置いた半透鏡(半透明な鏡)に当て、鏡に反射されるかまっすぐ進むかを検出器で測定します。光が非常に弱い時は、光子を1個ずつ数えられるようになります。光子1個のときは反射か直進かのどちらかしか起こらないので、0と1に対応させて数値化します。上記製品は0と1の確率がちょうど1/2になることを保証しています。鏡の反射率の補正が必要なはずなので、工夫が必要です。ある程度長期の統計(移動平均)をとりながら、自分が発生した乱数も使って補正するのでしょう。私も作れると思いますが、売値を考えると材料と加工費で5万円くらいです。あまり製作時間もかけられません(家賃や自分・営業スタッフの労賃が払えない)。これで会社が成り立っているのはすごいと思います。

Langevin ランジュバン(Paul Langevin 1872-1946フランスの物理学者、Langevin dynamicsの理論の他、ピエゾを用いた超音波ソナーの原理を発明)
legacy 受け継いだもの、遺産
half mirror 半透鏡
random number 乱数
上記とは関係ないですが、いろいろ調べているときに面白かったので
https://www.psychologytoday.com/us/blog/mindfully-present-fully-alive/201804/the-only-way-eat-elephant から
Desmond Tutu once wisely said that “there is only one way to eat an elephant: a bite at a time.” What he meant by this is that everything in life that seems daunting, overwhelming, and even impossible can be accomplished gradually by taking on just a little at a time.
(今は使えないことわざかもしれません。「どうやって象を食べればいいのか、一口ずつ食べるしかない」)
Desmond Tutu ツツ司教(1931-)、南アフリカの人権活動家、ノーベル平和賞(1984)
https://en.wikipedia.org/wiki/Desmond_Tutu
wisely 賢く
daunting うんざりする
overwhelming 圧倒される
unmitigated 軽減されない、まぎれもない  Reagan’s administration was an unmitigated disaster for us blacks. レーガン政権は我々黒人にとってはまぎれもない災厄だ。
Be specific to be terrific. 素晴らしくあるためには具体的であれ(←ツツ司教の言葉ではない)。
ubuntu ングニ語で、人間性・共感、ツツ司教が南アフリカの和解のために唱えた概念。linuxのdistributionの一つの名前になっている。

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