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[转载] 爱故土爱智慧:从九歌到九章算数九章量子计算机
阿甘与吴雅 楼主
2021-03-12 15:05 17953 9
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《九歌》是《楚辞》的篇名,原为中国神话传说中的一种远古歌曲的名称,战国楚人屈原对其进行了重新创作。《九歌》共十一篇:《东皇太一》《云中君》《湘君》《湘夫人》《大司命》《少司命》《东君》《河伯》《山鬼》《国殇》《礼魂》。《九歌》包括11章,前人为了使它们符合“九”的成数,曾作过种种凑合。

多数篇章皆描写神灵间的眷恋,表现出深切的思念或所求未遂的伤感;《国殇》一篇,则是悼念和颂赞为楚国而战死将士。王逸认为是屈原放逐湖南汨罗江一带时所作,当时屈原“怀忧苦毒,愁思沸郁”,所以通过制作祭神乐歌,以寄托自己的思想情感。但现代研究者多认为作于放逐之前,仅供祭祀之用。人民日报

         《九章算术》是中国古代的数学专著,是“算经十书”(汉唐之间出现的十部古算书)中最重要的一种。魏晋时刘徽为《九章算术》作注时说:“周公制礼而有九数,九数之流则《九章》是矣”九章算数《九章算术》共收有246个数学问题,分为九章。它们的主要内容分别是:

第一章“方田”: 主要讲述了平面几何图形面积的计算方法。包括长方形、等腰三角形直角梯形等腰梯形、圆形、扇形、弓形、圆环这八种图形面积的计算方法。另外还系统地讲述了分数的四则运算法则,以及求分子分母最大公约数等方法。

第二章“粟米”:谷物粮食的按比例折换;提出比例算法,称为今有术;衰分章提出比例分配法则,称为衰分术;

第三章“衰分”:比例分配问题。

第四章“少广”:已知面积、体积,反求其一边长和径长等;介绍了开平方开立方的方法。

第五章“商功”:土石工程、体积计算;除给出了各种立体体积公式外,还有工程分配方法;

第六章“均输”:合理摊派赋税;用衰分术解决赋役的合理负担问题。今有术、衰分术及其应用方法,构成了包括今天正、反比例、比例分配、复比例、连锁比例在内的整套比例理论。西方直到15世纪末以后才形成类似的全套方法。

第七章“盈不足”:即双设法问题;提出了盈不足、盈适足和不足适足、两盈和两不足三种类型的盈亏问题,以及若干可以通过两次假设化为盈不足问题的一般问题的解法。这也是处于世界领先地位的成果,传到西方后,影响极大。

勾股定理求解勾股定理求解 

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第八章“方程”:一次方程组问题;采用分离系数的方法表示线性方程组,相当于现在的矩阵;解线性方程组时使用的直除法,与矩阵的初等变换一致。这是世界上最早的完整的线性方程组的解法。在西方,直到17世纪才由莱布尼兹提出完整的线性方程的解法法则。这一章还引进和使用了负数,并提出了正负术——正负数的加减法则,与现今代数中法则完全相同;解线性方程组时实际还施行了正负数的乘除法。这是世界数学史上一项重大的成就,第一次突破了正数的范围,扩展了数系。外国则到7世纪印度的婆罗摩及多才认识负数。

第九章“勾股”:利用勾股定理求解的各种问题。其中的绝大多数内容是与当时的社会生活密切相关的。提出了勾股数问题的通解公式:若a、b、c分别是勾股形的勾、股、弦,则,m>n。在西方,毕达哥拉斯欧几里得等仅得到了这个公式的几种特殊情况,直到3世纪的丢番图才取得相近的结果,这已比《九章算术》晚约3个世纪了。勾股章还有些内容,在西方却还是近代的事。例如勾股章最后一题给出的一组公式,在国外到19世纪末才由美国的数论学家迪克森得出。

原标题:“九章”量子计算机的里程碑意义(新知)

【现象】近日,中国科学技术大学宣布,该校潘建伟团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”,求解数学算法“高斯玻色取样”只需200秒,而目前世界最快的超级计算机要用6亿年。这一项研究成果刊发在国际学术期刊《科学》杂志上,审稿人评价这是“一个最先进的实验”“一个重大成就”。

【点评】

《九章算术》是我国古代著名的数学专著,它的出现标志着中国古代数学形成了完整的体系。而这台以“九章”命名的量子计算机同样具有里程碑意义:这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家,牢固确立了我国在国际量子计算研究领域的领先地位。

证明量子优越性,被认为是量子计算从理论到实践“里程碑的转折点”。何为量子优越性?专家表示,“如果量子计算原型机,在某个问题上的计算能力超过了最强的传统计算机,就证明量子计算在未来有多方超越的可能。”通俗来讲,就是用极端复杂的问题来考验量子计算,让它在实际应用中证明自己的实力。潘建伟团队构建量子计算原型机“九章”,在室温条件下运行计算“高斯玻色取样”问题,处理5000万个样本只需200秒,而超级计算机则需要6亿年;处理100亿个样本,“九章”只需10小时,超级计算机则需要1200亿年。如此强大的算力,全面超过传统的超级计算机,证明了“量子优越性”的存在。

作为世界科技前沿领域,研制量子计算机是世界各国角逐的焦点。此前,美国物理学家带领的谷歌团队宣布研制出53个量子比特的计算机“悬铃木”,在全球首次实现“量子优越性”。而相比“悬铃木”,“九章”有三大优势:一是速度更快。虽然算的不是同一个数学问题,但与最快的超算等效比较,“九章”比“悬铃木”快100亿倍。二是环境适应性更强。三是弥补了技术漏洞。“打个比方,就是谷歌的机器短跑可以跑赢超算,长跑跑不赢;我们的机器短跑和长跑都能跑赢。”科学家的比喻生动地揭示了“九章”的领先之处。高品质光子源、高精度锁相、规模化干涉……一项项创新与突破,让“九章”后来居上。

“九章”只是在量子计算第一阶段树起了一座里程碑,未来的路还很长。一方面,无论是谷歌的“悬铃木”处理“随机线路取样”,还是“九章”求解“高斯玻色取样”,都只能用来解决某一个特定问题。另一方面,目前可用来搭建量子计算机的材料有限,未来量子计算机的突破,更有可能依赖于新材料在量子计算硬件上的创新。科学家团队表示,“希望能够通过15年到20年的努力,研制出通用的量子计算机,用以解决一些应用非常广泛的问题,比如密码分析、气象预报、药物设计等等,同时也可以用于进一步探索物理学、化学、生物学领域的一些复杂问题。”

任何重大科技创新从来都不是轻轻松松实现的。我国之所以能够在量子科技领域取得一大批具有国际影响力的重大创新成果、实现从“跟跑”到“并跑”“领跑”转变,离不开未雨绸缪的战略谋划和系统布局,更有赖于科学家和科技工作者奋起直追、埋头苦干。不畏艰难险阻、勇攀科学高峰,在量子科技领域再取得一批高水平原创成果,中国科学家定能创造更多令世人刮目相看的成绩。

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阿甘与吴雅 楼主
1楼
2021-03-12 15:07
九章量子计算机是在安徽和上海的中国科技大学以及科研单位为主要牵头单位研制的!
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猫友1353768
2楼
2021-03-12 15:42
在近现代数学中阿拉伯数字是通用语言,9是一个个位数的极数,在汉语中九与久同音是吉祥的意思!
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阿甘与吴雅 楼主
3楼
2021-03-12 22:37
中国人是很讲究数字的吉利与否的!
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猫友1353768
4楼
2021-03-13 11:10
只要在共和体制下,科学技术才是真正发达的!
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阿甘与吴雅 楼主
5楼
2021-03-13 16:15
智慧只有在共和体制下能真正发挥!
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猫友1353768
6楼
2021-03-15 22:49
去掉官本位,科研会有更多的长进!
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猫友1353768
7楼
2021-03-16 10:43
科学研究是建立在自由探索和自治的基础上的!
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阿甘与吴雅 楼主
8楼
2021-03-19 07:38
学会培养自己的独特思维能力和协作完成某项科研任务!
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阿甘与吴雅 楼主
9楼
2021-03-24 13:44
科学源之于思想自由!
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