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出版者:机械工业出版社

作者:中国机械工业教育协会

出品人:

页数:127

译者:

出版时间:2004-8-1

价格:14.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111146346

丛书系列:

图书标签:

• 电机
• 变压器
• 电力系统
• 电气工程
• 电磁感应
• 电气设备
• 电力电子
• 电机学
• 变压器原理
• 电能转换

好的，为您构思一本名为《量子计算与信息编码》的图书简介，内容详尽，力求自然流畅，避免任何人工智能痕迹： --- 量子计算与信息编码 导言：超越经典极限的计算范式 自二十世纪中叶电子计算机横空出世以来，人类信息处理的能力实现了指数级的飞跃。然而，随着摩尔定律的瓶颈日益显现，我们开始触及基于经典物理定律的计算模式的根本限制。许多在经典计算机上需要耗费宇宙年龄才能解决的问题，例如大数质因数分解、复杂分子结构模拟以及大规模优化问题，在本质上要求我们寻求一种全新的计算范式。 《量子计算与信息编码》正是在这一时代背景下应运而生的一部深度专著。本书聚焦于描述、理论化并实践化下一代信息处理的核心技术——量子计算，并将其与信息论的深刻原理相结合，探讨如何构建高效、安全和鲁棒的量子信息系统。本书的读者群体主要面向物理学、计算机科学、电子工程、数学以及材料科学等领域的科研人员、高年级本科生和研究生，旨在提供一个从基础原理到前沿应用的全面、严谨且富有洞察力的学习路径。 第一部分：量子力学基础与量子比特的构建 本书的开篇并非直接跃入复杂的算法设计，而是稳固地建立起理解量子计算的物理基石。我们深知，脱离了对量子力学基本原理的准确把握，任何量子计算的讨论都将是空中楼阁。 第一章：复习与重构：经典信息到量子信息 本章首先回顾经典比特（Bit）的确定性存储和逻辑操作，然后引入量子力学中的核心概念：态矢、希尔伯特空间（Hilbert Space）以及线性叠加原理。我们将详细阐述波函数的坍缩（Collapse of the Wave Function）在信息测量中的不可逆性，并引入概率幅（Probability Amplitudes）的概念，解释其与经典概率的根本区别。 第二章：量子比特（Qubit）的几何与代数描述 量子比特，作为量子信息的基本单元，其描述需要更精妙的数学工具。我们引入布洛赫球（Bloch Sphere）模型，以直观的几何方式描绘单量子比特的状态空间，使得旋转操作（如Hadamard门、相移门）的物理意义一目了然。代数上，本章深入探讨了狄拉克符号（Bra-Ket Notation）的精确用法，以及如何用矩阵描述量子态和量子演化。 第三章：量子逻辑门与基本操作 量子计算的核心在于对量子态的酉变换（Unitary Transformation）。本章系统地介绍了单比特门（如Pauli X, Y, Z门）和多比特门。重点剖析了受控非门（CNOT）的作用及其在纠缠产生中的关键地位。我们还将讨论通用量子门集（Universal Gate Set）的存在性证明，论证了任何酉操作都可以由一组基本门集（如H、T、CNOT）精确实现。 第二部分：量子纠缠、度量与噪声 量子计算的威力来源于量子纠缠（Entanglement），这是经典世界中无法复制的资源。然而，这种强大的资源也伴随着极度的脆弱性。 第四章：纠缠的本质与贝尔态 本章深入探究纠缠态，尤其是爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）对。通过详尽的数学推导，我们展示了贝尔不等式（Bell Inequalities）如何被量子力学所违反，从而确凿地证明了“定域实在论”的局限性。贝尔态（Bell States）不仅是理论研究的基石，也是量子密钥分发等应用的基础。 第五章：量子信息度量学 如何量化一个量子态的“纯度”或“混合度”？本章介绍了量子信息论中的核心度量工具，包括冯·诺依依曼熵（Von Neumann Entropy）、量子比特的纯度、以及对纠缠的量化指标，如纠缠熵（Entanglement Entropy）。这些度量为评估系统性能提供了严格的数学框架。 第六章：量子退相干与错误修正 在实际的物理系统中，量子态不可避免地会与环境发生相互作用，导致量子信息随时间退化，即退相干（Decoherence）。本章详细分析了主要的噪声模型（如比特翻转、相位翻转），并引入了量子错误修正（Quantum Error Correction, QEC）的概念。我们将重点讨论Shor码和表面码（Surface Code）的结构和原理，这是构建容错量子计算机（Fault-Tolerant Quantum Computers）的必经之路。 第三部分：核心量子算法与应用展望 理论和硬件的进步为设计高效的量子算法奠定了基础。本部分将系统介绍几个标志性的量子算法，并展望其在不同领域的实际应用潜力。 第七章：量子并行性与计算加速 本章从信息论的角度解释了量子计算如何实现潜在的加速。我们剖析了Deutsch-Jozsa 算法和Simon 算法，它们首次证明了在特定问题上，量子计算机相对于经典计算机具有指数级的优势。这为理解更复杂的算法奠定了直觉基础。 第八章：秀尔算法的深入剖析 秀尔算法（Shor's Algorithm）因其对现有公钥加密体系的潜在颠覆性影响而备受关注。本章将详细分解该算法的两个关键组成部分：模指数运算的量子电路实现，以及核心的量子傅里叶变换（Quantum Fourier Transform, QFT）的构建和性质。我们同时探讨了后量子密码学（Post-Quantum Cryptography）的必要性与研究方向。 第九章：格罗弗搜索与优化问题 格罗弗算法（Grover's Algorithm）提供了对无序数据库进行二次加速的通用方法。本章不仅展示了其电路结构，更着重分析了其振幅放大（Amplitude Amplification）的迭代过程和收敛性分析，将其推广到更一般的优化问题求解中。 第十章：量子模拟与材料科学 量子计算最直接的应用前沿在于模拟量子系统本身。本章介绍如何利用量子计算机对复杂化学反应、电子结构和材料性质进行精确模拟。我们将讨论变分量子本征求解器（Variational Quantum Eigensolver, VQE）等混合量子-经典算法，这是当前 NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）设备上最实用的模拟范式。 结语：通往容错计算的桥梁 《量子计算与信息编码》的最终目标是提供一个清晰的路线图，连接当前实验室中的实验性量子设备与未来可扩展、容错的量子计算系统。本书强调理论的严谨性与工程的可行性并重，期待能激发下一代科学家和工程师，共同迎接信息时代的下一场深刻变革。书中穿插了大量精心设计的习题和案例分析，确保读者能够真正掌握这些前沿概念。 ---

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这本书的魅力在于它的“真实”。虽然故事背景可能设定在一个虚构的时代或地点，但其中人物的喜怒哀乐却是那么的贴近生活。我看到主角为了心中的理想不断抗争时，想起了自己年轻时的冲动和坚持；看到他们面对失去时的痛苦，也感同身受。这本书没有给我们廉价的安慰和简单的答案，它呈现的是生活的复杂性和多面性，鼓励我们去直面那些难以启齿的真相。它的力量不在于华丽的辞藻，而在于直击人心的穿透力。读完之后，我感觉自己仿佛得到了一次心灵的洗礼，对生活中的许多不完美都有了更深的理解和包容。这是一本值得我们花时间去深入阅读、并时常拿出来反思的好书。

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我通常对这种类型的书籍不太感冒，但朋友极力推荐，拗不过情面才翻开了《XXX》。结果呢？完全是意料之外的精彩！这本书的叙事视角非常新颖，作者总能从一个我们意想不到的角度切入故事，不断地颠覆读者的固有认知。它成功地构建了一个宏大而又逻辑自洽的世界观，里面充满了各种复杂的社会关系和错综复杂的情节线索。最让我佩服的是作者处理复杂信息的能力，所有的线索最后都能完美地汇合，没有留下任何生硬的转折或不合逻辑的地方，这种结构的严谨性堪称一绝。对于喜欢解谜和烧脑故事的读者来说，这本书绝对是不可多得的佳作。

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这本《XXX》的书，我真是爱不释手啊！作者的叙事功力实在是太了不起了，完全把我带入了那个充满奇幻色彩的世界。故事的开篇就充满了悬念，主角的命运似乎被一股无形的力量牵引着，每翻开一页都让人迫不及待想知道接下来会发生什么。特别是书中对于人物内心世界的刻画，细腻得让人心疼，那些纠结、挣扎、最终的释然，都写得那么真实可感。读完之后，那种意犹未尽的感觉久久不能散去，感觉自己仿佛也和主角一起经历了一场跌宕起伏的人生旅程。这本书的语言风格非常独特，时而磅礴大气，时而婉约含蓄，读起来就像在欣赏一幅流动的山水画，每一个字句都充满了画面感。我强烈推荐给所有喜欢深度阅读和探索人性的朋友们，它绝对能给你带来一次难忘的阅读体验。

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这本书的文字风格对我来说简直是一种享受。作者的遣词造句非常讲究，用词精准而富有韵味，读起来有一种古典的雅致感，但又绝不晦涩难懂。它给我最深的印象是那种宁静而深远的氛围，仿佛每一段文字后面都藏着作者沉思良久的人生哲理。我特别喜欢书中描写的那些自然场景，那种对光影、色彩、声音的细致捕捉，让人仿佛置身其中，感受着微风拂面的凉爽和阳光洒下的温暖。这本书不是那种快餐式的阅读材料，它需要你慢下来，细细品味，才能真正领悟到其中的妙处。我已经把它放到了我的“珍藏书架”上，打算过段时间再重温一遍，我相信每次重读都会有新的感悟。

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说实话，我拿到这本《XXX》的时候，并没有抱太大的期望，毕竟现在市面上的书太多了，真正能让人眼前一亮的越来越少。但这本书，真的给了我一个大大的惊喜！它的构思之精巧，简直令人拍案叫绝。作者似乎对人性的弱点有着深刻的洞察，将社会中的种种百态描绘得入木三分。这本书的节奏把握得极好，张弛有度，高潮迭起，让你根本停不下来。我甚至为了赶快知道结局，熬了两个通宵才看完。更难能可贵的是，它在提供娱乐性的同时，还引发了我对很多现实问题的思考，比如公平、正义，还有我们如何面对生活中的困境。这本书的价值远超一本普通的消遣读物，它更像是一面镜子，照出了我们自己和我们所处的时代。

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