高速超长距离光传输技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:龚倩

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:2005-5

价格:38.0

装帧:平装

isbn号码:9787115133724

丛书系列:

图书标签:

• 光纤通信
• 高速传输
• 超长距离
• 光传输技术
• 光网络
• 信号处理
• 光放大
• 色散补偿
• 波分复用
• 相干光通信

好的，这里为您提供一本名为《量子计算与信息安全》的图书简介，内容将围绕量子计算的基础理论、硬件实现、算法设计以及其对现有信息安全体系的冲击与未来发展方向展开，确保内容翔实、结构严谨，不涉及您提供的“高速超长距离光传输技术”相关内容。 --- 图书简介：《量子计算与信息安全》 第一章：量子计算的物理基础与数学框架 内容提要： 本章深入探讨支撑量子计算的物理学原理，特别是量子力学的核心概念——叠加态、量子纠缠和量子隧穿效应。在此基础上，详细阐述了量子信息论的数学基础，包括量子比特（Qubit）的定义、希尔伯特空间、密度矩阵表示法，以及量子逻辑门（如泡利门、Hadamard门、CNOT门）的矩阵形式与操作原理。 重点章节解析： 1.1 量子力学基础回顾： 从薛定谔方程到测量坍缩理论，为理解量子比特的非经典行为奠定基础。对比经典比特的确定性与量子比特的概率性描述。 1.2 数学工具箱： 详述张量积在描述多量子比特系统中的应用，并介绍狄拉克符号（Bra-ket Notation）的规范使用，这是量子算法描述的核心语言。 1.3 量子并行性与计算能力： 分析叠加态如何允许量子计算机同时探索指数级解空间，解释量子计算“加速”的内在机制，区别于经典并行计算的本质差异。 第二章：量子硬件架构与实现技术 内容提要： 量子计算的实现依赖于高度精密的物理系统。本章全面梳理当前主流的量子硬件平台，分析每种技术的优势、局限性及其工程挑战，特别是退相干（Decoherence）问题的解决策略。 重点章节解析： 2.1 超导电路量子比特（Transmon Qubits）： 介绍基于约瑟夫森结的电路设计，分析其可扩展性潜力与对极低温环境的依赖性。重点讨论读出和控制脉冲序列的设计。 2.2 囚禁离子量子计算（Trapped Ions）： 聚焦于激光冷却和射频捕获技术，探讨离子间的精密操控如何实现高保真度的多比特门操作，及其作为长期稳定性平台的潜力。 2.3 拓扑量子计算（Topological Quantum Computing）： 探讨基于马约拉纳费米子等准粒子的拓扑保护机制，解析其理论上对噪声的天然抵抗力，以及当前实验验证的困难。 2.4 其他前沿技术： 简要介绍光子量子计算、中性原子阵列以及半导体自旋量子点等新兴方案的技术路线图和近期进展。 第三章：核心量子算法与复杂度理论 内容提要： 量子计算的价值体现在其能够解决特定经典计算难题的指数级或多项式级加速。本章系统介绍奠定量子算法基础的几大里程碑式算法，并探讨量子计算的复杂性类别。 重点章节解析： 3.1 Shor算法： 详述其分解大整数的原理，特别是量子傅里叶变换（QFT）在周期查找中的核心作用，及其对现代公钥密码体系的颠覆性意义。 3.2 Grover搜索算法： 解析该算法如何实现对非结构化数据库的平方加速，通过“振幅放大”技术实现高效搜索的细节。 3.3 量子模拟算法： 重点分析如何使用量子计算机精确模拟复杂分子结构、材料性质和高能物理过程，这是量子计算在科学发现领域的最直接应用。 3.4 量子复杂度类： 界定BQP（Bounded-error Quantum Polynomial time）类，并探讨BQP与经典复杂性类P、NP之间的关系。 第四章：量子计算对信息安全的冲击与后量子密码学（PQC） 内容提要： 量子计算机的出现直接威胁到当前互联网、金融和国防领域赖以生存的公钥加密体系。本章深入分析Shor算法对RSA和ECC的破解机理，并详细介绍抵抗量子攻击的后量子密码学（PQC）技术。 重点章节解析： 4.1 公钥密码体系的脆弱性分析： 剖析基于大数分解和椭圆曲线离散对数问题的密码系统（如RSA、DH、ECDSA）在量子威胁下的失效点。 4.2 后量子密码学技术路线： 全面介绍基于不同数学难题的PQC家族： 格基密码（Lattice-based Cryptography）： 介绍Learning With Errors (LWE) 问题的难度，及其在加密和签名方案中的应用（如Kyber, Dilithium）。 基于哈希的签名方案（Hash-based Signatures）： 分析Merkle树的结构与状态签名（如XMSS）的安全性。 基于编码的密码（Code-based Cryptography）： 以McEliece方案为例，探讨其历史悠久性和对随机错误纠正码的依赖。 多变量多项式密码（Multivariate Polynomial Cryptography）： 讨论其在签名领域的优势与挑战。 4.3 量子密钥分发（QKD）与量子安全： 区分QKD与PQC的本质区别，探讨基于BB84协议的原理，以及其在理论上提供无条件安全通信的潜力与实际部署的工程限制。 第五章：量子计算的工程化、编程范式与未来展望 内容提要： 随着NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）设备的出现，研究重点正转向如何利用当前受限的硬件资源解决实际问题。本章关注量子计算的软件栈、混合算法的开发以及未来量子计算生态系统的构建。 重点章节解析： 5.1 NISQ时代的计算模型： 详细介绍变分量子特征求解器（VQE）和量子近似优化算法（QAOA）等混合量子-经典算法的结构，解释它们如何利用有限的相干时间。 5.2 量子编程语言与编译器： 探讨Qiskit, Cirq, PennyLane等主流开发框架的设计理念，以及如何将高级算法映射到底层硬件的特定指令集。 5.3 错误抑制与纠正（QEC）： 阐述构建容错通用量子计算机所必须克服的指数级资源开销，重点介绍表面码（Surface Code）的原理和局部操作要求。 5.4 量子计算的产业化趋势： 展望量子计算在金融建模、药物发现和材料科学等领域的商业化时间表，以及全球主要国家在量子技术上的战略布局。 --- 本书特色： 本书内容逻辑严密，理论深度与工程实践相结合。它不仅为信息安全专业人士提供了应对量子威胁的实用知识，也为物理学、计算机科学和工程领域的学生和研究人员提供了一份深入理解下一代计算范式的权威参考。全书结构遵循“理论基础 $ ightarrow$ 硬件实现 $ ightarrow$ 核心算法 $ ightarrow$ 安全影响 $ ightarrow$ 工程应用”的递进路线，确保读者能够全面掌握量子计算领域的知识体系。 目标读者： 密码学研究人员、信息安全工程师、量子物理与信息科学专业的学生及研究人员、对下一代计算技术感兴趣的高级技术人员。

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读完这本书，我最大的感受是作者对技术细节的把握达到了令人惊叹的程度，简直像是在进行一场高精度的手术解剖。特别是关于相干检测技术在超高速系统中的应用部分，他不仅仅停留在原理层面，而是深入到了具体的光学器件选择、偏振态控制的算法优化，乃至FPGA实现中的延迟补偿机制。我以前一直困惑于为什么某些商业系统在长距离传输上性能波动较大，这本书给出了一个清晰的答案：那是系统对环境温度和光纤应力的动态适应性不足。作者详细阐述了一种基于机器学习的自适应均衡技术，它能够实时监测信道参数，并动态调整补偿滤波器，这简直是革命性的思路。更难能可贵的是，书中引用了大量最新的国际会议论文和专利数据，确保了内容的绝对前沿性。对于那些追求极致性能，希望将光传输系统推向极限的工程师而言，这本书提供的不仅是知识，更是一种解决实际工程难题的“思维工具箱”。它要求读者具备一定的光电子学基础，但回报绝对超值。

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这本书给我最大的启发在于，它超越了单纯的器件和系统层面，深入探讨了未来光网络的可持续发展战略。作者预见到，随着全球数据需求的爆炸式增长，现有的光纤基础设施将面临巨大的带宽压力和能耗瓶颈。因此，书中用相当大的篇幅探讨了空分复用（SDM）技术的潜力，特别是多芯光纤和少模光纤的集成化挑战。他不仅分析了光纤本身的制造成本，还重点讨论了如何设计相应的光开关和耦合器来实现高效的空间信道管理。这种前瞻性的视角令人耳目一新。它让我们明白，仅仅提升单芯的传输速率已经不够，未来的突破口在于如何更高效地利用物理空间资源。这本书的这种宏大叙事结构，将当前的技术细节置于一个更广阔的未来技术版图中进行审视，极大地拓宽了我的技术视野，让我对“下一代网络”有了更清晰的蓝图构想。

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这本书的结构安排极其巧妙，它没有采用传统的按时间顺序发展的叙事方式，而是以“挑战——应对”的主线贯穿始终。每一章都像是在揭示一个巨大的技术难题，比如如何在高密度波分复用（DWDM）系统中抑制串扰，或者如何设计出超低损耗的特种光纤以匹配更远的传输距离。我特别欣赏作者在介绍新概念时所采用的对比手法。比如，当他阐述腔内放大器（SOA）与掺铒光纤放大器（EDFA）在特定应用场景下的优劣时，他不仅列出了效率和噪声系数，还结合了功耗和集成度的成本效益进行了全方位的考量。这种多维度、权衡利弊的分析视角，极大地提升了这本书的实用价值。它不是让你盲目追逐最新的技术，而是让你学会站在一个更高的战略层面，为你的特定项目选择最合适的“武器”。对于项目经理或系统架构师来说，这本书的决策支持价值远超普通的技术手册。

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这本书的封面设计得非常引人注目，那种深邃的蓝色调和流动的光线图案，立刻让人联想到信息时代的脉络。我原本对光传输领域只有一些模糊的概念，但翻开这本书后，才发现它像一把钥匙，打开了通往一个全新世界的门。它并非那种枯燥的教科书，更像是一位经验丰富的老工程师在跟你分享他的心路历程。书里详尽地介绍了当前光纤通信面临的瓶颈，比如如何克服非线性效应带来的信号畸变，以及在超长距离传输中如何保持信号的完整性和低噪声水平。特别是关于新型光纤结构和先进调制格式的章节，讲解得深入浅出，即使是初次接触这些前沿概念的读者，也能通过生动的比喻和清晰的图示，迅速抓住核心要点。我印象最深的是其中关于“影子效应”的讨论，作者用非常形象的语言描述了光脉冲在极端距离下相互干扰的复杂物理现象，并提出了几种创新的解决方案，这绝对是行业内少有的真知灼见。整体来看，这本书在理论深度和工程实践之间找到了一个绝佳的平衡点。

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这本书的语言风格非常沉稳、严谨，透露出一种久经沙场的专业气质。阅读过程中，我感觉自己仿佛是坐在一个顶尖的研发团队会议室里，听着首席科学家讲解最新的研究成果。它很少使用花哨的辞藻，而是专注于精确的数学模型和物理描述。例如，在处理色散管理的问题时，作者引入了广义非线性薛定谔方程的数值求解方法，并详细分析了拉曼散射和四波混频在多载波系统中的耦合作用。这种对底层物理机制的深刻理解，是市面上许多停留在应用层面的书籍所无法比拟的。它强迫你直面最硬核的数学推导，但每一步推导都逻辑清晰，层层递进，最终将复杂的物理现象归结为可以量化和控制的参数。对于有志于从事光通信核心算法研究的人员，这本书无疑是案头必备的“圣经”之一，它为你打下了坚不可摧的理论基石。

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