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出版者:科学出版社

作者:殷国荣编

出品人:

页数:364

译者:

出版时间:2004-1

价格:29.8

装帧:平装

isbn号码:9787030116376

丛书系列:

图书标签:

• 医学
• 寄生虫学
• 医学教育
• 生物学
• 传染病
• 病原生物
• 微生物学
• 医学研究
• 公共卫生
• 临床医学

好的，这是一份关于一本名为《现代量子信息学导论》的图书简介，内容详实，旨在介绍该领域的前沿知识，且不涉及医学寄生虫学的内容。 --- 《现代量子信息学导论》图书简介 宏大叙事：从经典之限到量子之维 在二十一世纪的科技版图中，量子力学已不再是纯粹的理论物理学分支，而是驱动下一代信息技术革命的核心引擎。我们生活的世界，由比特（bit）的0和1构筑的经典信息范式统治了数百年。然而，随着摩尔定律的物理极限日益逼近，探索信息处理的底层逻辑，转向物质世界最深层的规律——量子世界的叠加态、纠缠与隧穿效应，成为了必然的趋势。 《现代量子信息学导论》正是这样一部宏伟的著作，它系统性地梳理了量子信息科学从基础概念建立到尖端应用探索的完整脉络。本书并非对现有量子物理教材的简单复述，而是专注于信息视角，构建起连接量子力学、计算机科学与信息论的坚实桥梁。 本书的撰写团队汇集了来自量子计算、量子通信和量子密码学领域的资深专家，他们以清晰、严谨且富含洞察力的笔触，将抽象的数学框架与清晰的物理图像有机结合，确保即便是初次接触该领域的读者，也能逐步建立起扎实的理论基础。 第一部分：量子力学的语言与工具 本书的基石，在于对量子信息处理所需数学工具的精妙提炼与重塑。我们摒弃了繁冗的经典物理推导，直接切入信息论的核心。 一、 量子比特（Qubit）的内涵与外延： 我们将深入探讨量子比特（Qubit）作为信息载体的独特性。不同于经典比特的确定性，Qubit的概率幅（Probability Amplitudes）如何通过狄拉克符号（Bra-Ket Notation）精确描述？本书详细阐释了布洛赫球（Bloch Sphere）几何表示法，它将一维的Qubit状态映射到三维空间，极大地增强了对单量子态旋转和演化的直观理解。此外，我们还会探讨多体系统的张量积结构，为理解高维量子态的复杂性做铺垫。 二、 量子逻辑门与酉变换： 信息处理的本质在于变换。本书将量子操作定义为可逆的、保持概率的酉矩阵（Unitary Matrices）。我们将逐一剖析最基础的单Qubit门（如泡利门集、Hadamard门），以及构建量子计算核心的门集——如CNOT门（Controlled-NOT），它是实现纠缠和通用量子计算的基石。书中通过大量的线性代数实例，展示了如何用这些门实现复杂的逻辑功能。 三、 测量理论与信息抽取： 在量子信息中，测量是一种不可逆的过程，它将叠加态“坍缩”为经典结果。本书深入探讨了冯·诺伊曼的测量公设，并引入了密度矩阵（Density Matrix） formalism，用以精确描述混合态和退相干过程，这是理解实际量子系统行为的关键工具。 第二部分：量子纠缠——超越定域性的关联力量 纠缠（Entanglement）是量子信息领域最具革命性的概念之一，它构成了量子计算能力超越经典计算机的根本原因。 一、 纠缠的定义与量化： 本书严格定义了可分离态与纠缠态，并引入了衡量纠缠程度的纠缠熵（Entanglement Entropy）和纠缠度量（Entanglement Measures），如纠缠保真度。我们将重点分析贝尔态（Bell States），它们是最大纠缠态的典范，是量子通信和量子密码学的基础单元。 二、 量子隐形传态（Quantum Teleportation）： 作为纠缠最精彩的应用之一，隐形传态的原理将被细致剖析。我们将展示如何利用一对预先共享的纠缠对，结合经典通信信道，实现一个量子态的远距离传输，而无需传输载有该态的实际粒子。 三、 奇特的非定域性： 本书将重访贝尔不等式（Bell’s Inequalities）的物理意义。通过对EPR佯谬的讨论，读者将理解量子关联如何挑战了我们对定域实在论（Local Realism）的传统认知，并体会到量子信息非定域性的深刻哲学和工程价值。 第三部分：量子计算的引擎与算法 量子计算是量子信息应用的最前沿，本书致力于将复杂的算法分解为可理解的步骤。 一、 量子电路模型： 我们将量子计算描述为一个由量子门序列组成的量子电路（Quantum Circuit）。书中系统地介绍了如何将经典算法转化为量子电路的步骤，并重点讨论了量子线路的优化与编译问题。 二、 核心量子算法的深度解析： 本书并未流于表面地介绍算法，而是深入到每一步的物理意义： 1. Shor算法：揭示了其利用量子傅里叶变换（QFT）在因子分解上的指数级加速的数学基础，及其对现有公钥密码系统的颠覆性影响。 2. Grover算法：展示了如何利用量子搜索的振幅放大技术，在无结构数据库搜索中实现平方级的加速。 3. 量子模拟：探讨了如何利用可控的量子系统来模拟难以处理的复杂分子或材料的哈密顿量，这是量子计算在化学和材料科学中的关键应用。 三、 容错量子计算与错误修正： 现实的量子系统受环境噪声干扰而发生退相干（Decoherence）。本书的后半部分专门探讨了量子错误修正码（Quantum Error Correcting Codes, QECC），如表面码（Surface Codes）和Steane码，它们是构建可扩展、容错量子计算机的必要技术保障。 第四部分：量子通信与密码学的安全边界 量子信息不仅提供了一种计算范式，更提供了一种理论上无条件安全的通信方式。 一、 量子密钥分发（QKD）： 我们将详细介绍基于量子力学原理实现安全密钥交换的两种主流方案：BB84协议和E91协议。本书侧重分析它们如何利用不可克隆定理（No-Cloning Theorem）来保证任何窃听行为都必然留下痕迹，从而在信息论安全层面确保密钥的绝对保密性。 二、 量子隐写术与量子秘密共享： 除了密钥分发，本书还拓展了量子信息在更广阔通信场景下的应用，如如何将秘密信息编码到量子态中，以及量子秘密共享（Quantum Secret Sharing）如何将一个秘密分成多份，只有当足够多的参与者组合起来时才能重构信息。 结语：展望量子信息时代的未来 《现代量子信息学导论》以严谨的学术态度和前瞻性的视野，为读者构建了一个全面且深入的知识体系。本书不仅是理工科高年级学生和研究人员的必备参考书，更是所有对下一代信息技术抱有好奇心的工程师、科学家和决策者理解未来计算基础设施的窗口。阅读本书，即是踏上探索信息本质、驾驭量子力量的征程。 目标读者： 物理学、计算机科学、电子工程、数学等相关专业的高年级本科生、研究生，以及致力于量子技术研发的工程师和研究人员。 ---

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近期阅读的一部关于宏观经济学理论发展史的专著，风格极其辩证和批判性。它并没有简单地介绍凯恩斯主义、货币学派或新古典主义的教条，而是深入剖析了这些理论产生、流行、遭遇危机及被修正的历史背景和社会思潮。作者对经济学理论的“思想流派之争”的梳理，如同在品味一场场智力上的交锋，充满了张力和戏剧性。他尤其擅长揭示经济模型背后的政治假设和社会偏见，使得原本抽象的经济学概念变得血肉丰满且充满争议性。阅读这本书，我学会了不再将任何经济理论视为“真理”，而是将其视为特定历史环境下对复杂现实的某种不完备的解释。这种批判性的视角，极大地提升了我对当前经济新闻和社会政策的理解深度，让我能穿透表面的数字，看到更深层次的结构性矛盾。对于希望建立成熟经济学观点的严肃读者来说，这本书的价值无可替代。

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我最近翻阅了一本探讨神经科学的科普读物，它的视角非常独特，聚焦于人类意识的形成与物质基础之间的联系。这本书最大的亮点在于，它没有陷入过度专业的术语泥潭，而是巧妙地运用了大量生动的案例和类比，来解释诸如记忆编码、情绪调节等复杂的大脑功能。作者对神经元网络动态的描述，仿佛是在带领读者进行一次沉浸式的脑内漫游。特别是书中对“自由意志”这一哲学难题从生物学角度进行的探讨，观点新颖且论据扎实，引发了我对自身思维模式的深度反思。这本书的行文风格极为流畅，充满了人文关怀，它不仅仅是在介绍科学知识，更像是在进行一场关于“人之所以为人”的深刻对话。阅读体验极佳，那种求知欲被不断激发的感觉非常美妙。对于那些渴望了解我们“内在世界”如何运作，却又不想被枯燥的生理学细节淹没的人来说，这本书无疑是最佳选择。它成功地将冰冷的科学数据转化为充满诗意的生命哲学。

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这本侧重于古代文明技术与工程学的书籍，为我打开了一扇通往逝去辉煌的大门。它的叙述重点并非传统的历史编年，而是聚焦于那些被时间掩埋的精巧设计和建造工艺。作者对古罗马混凝土的耐久性之谜、古埃及人如何精确测量和运输巨石、以及美索不达米亚灌溉系统的智慧等方面的分析，细致入微且充满敬意。我尤其欣赏作者采用的跨学科研究方法，他不仅查阅了文献记载，还结合了现代材料科学和工程学原理进行反向推演，使得那些古老的成就得以用现代的语言重新被解读。这种“古为今用”的视角，极大地提升了阅读的趣味性和知识的实用性。书中的大量复原图和结构剖面图，清晰地展示了古代工程师的思维逻辑，让人在惊叹古人智慧的同时，也反思现代技术在某些领域的停滞不前。这是一本真正能激发人对人类创造力进行深刻思考的好书。

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我不得不提一下最近读到的这本关于地球物理学的权威著作，它简直是一部关于我们脚下世界的百科全书。这本书的广度令人咋舌，从地幔对流的驱动力到板块构造的百年演变，再到火山爆发的预测模型，几乎涵盖了所有重要的地球内部过程。作者在处理数据和模型时展现了无与伦比的严谨性，每一个论断都有坚实的数学和地质证据支撑。尤其在阐述古地磁记录如何帮助我们重建数亿年前的大陆漂移路径时，那种抽丝剥茧般的推理过程，让人不得不佩服科学的力量。虽然部分涉及高阶数学的部分对我来说稍有难度，但我发现即使跳过那些复杂的公式，核心概念的清晰度也远超我之前接触过的任何同类书籍。这本书的价值在于，它不仅告诉我们地球是如何运作的，更重要的是，它展示了科学家是如何通过观察、假设和验证来认识这个庞大而深不可测的行星系统的。对于地质学爱好者而言，这无疑是一座必须攀登的高峰。

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这本关于微生物学的著作真是让我大开眼界，特别是关于细菌和病毒的部分，作者的叙述方式非常引人入胜。他不仅仅是罗列事实，而是将复杂的生命活动过程描绘得像一场场精彩的微观战争。比如，他对噬菌体如何入侵细菌细胞的描述，简直可以拍成一部科幻大片。书中对不同菌株的进化路径分析得极其透彻，让人不禁思考生命在极端环境下的适应能力。最让我印象深刻的是，作者用通俗易懂的语言解释了抗生素耐药性的形成机制，这在很多专业书籍中常常被讲得晦涩难懂。整本书的结构安排也非常合理，从基础的细胞结构到复杂的生态学关系，层层递进，逻辑性极强。阅读过程中，我时常需要停下来思考，回味那些精妙的论证。对于任何对生命科学的微观世界感兴趣的读者来说，这本书绝对是不可多得的珍品，它成功地架起了一座连接深奥科学理论与大众理解的桥梁。插图和图表的设计也十分用心，清晰地标注了关键的分子结构和作用过程，极大地辅助了对文字内容的理解。

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