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出版者:Christian Schools International

作者:C. S. Lewis

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-07

价格:USD 10.25

装帧:Paperback

isbn号码:9780874638813

丛书系列:

图书标签:

• 伦理学
• 道德哲学
• 应用伦理学
• 道德推理
• 伦理理论
• 价值观
• 道德困境
• 哲学
• 社会伦理
• 批判性思维

好的，这是一部关于量子计算与信息论前沿探索的专著的详细简介，内容涵盖了其核心理论、技术突破、应用前景以及对未来计算范式的深远影响。 量子信息与计算的深邃疆域：从基础理论到前沿应用 导论：超越图灵极限的必然性与新范式 本书旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角，去理解和掌握量子信息科学这一二十一世纪最具颠覆性的交叉学科。随着经典计算系统逼近其物理极限，特别是摩尔定律的放缓，开发基于量子力学原理的新型计算和信息处理范式已成为科学和工程领域的迫切需求。本书聚焦于超越传统比特（Bit）的限制，探索量子比特（Qubit）所蕴含的巨大潜力，系统性地梳理了量子计算、量子通信和量子测量理论的基石、前沿进展及未来挑战。 我们首先从信息论的量子基础开始，阐释了信息在微观世界中的本质转变。经典信息受限于确定性或概率分布，而量子信息则通过叠加态（Superposition）和纠缠（Entanglement）展现出非局域性和指数级的状态空间。 第一部分：量子信息学的数学与物理基石 本部分奠定了理解复杂量子系统的理论框架。 第一章：量子力学的数学表征与希尔伯特空间 详细阐述了量子态的狄拉克符号表示法，包括态矢、算符、密度矩阵以及可观测量的谱分解。重点探讨了高维希尔伯特空间（Hilbert Space）的结构及其对复杂多体系统的描述能力。通过对比经典概率空间和量子概率空间，揭示了量子力学的非线性与非交换性在信息处理中的核心作用。 第二章：量子比特与多量子比特系统 深入分析了单量子比特的几何表示——布洛赫球（Bloch Sphere），及其在信息存储上的直观意义。随后，本书将重点放在纠缠这一量子计算的“燃料”上。详细介绍了贝尔态（Bell States）、GHZ态等基本纠缠态的构造、特性和度量标准（如纠缠熵、纠缠保真度）。探讨了多量子比特系统状态空间的指数爆炸如何转化为潜在的计算加速能力。 第三章：量子操作与酉演化 本章详细构建了量子计算的代数骨架——量子门。系统地分类和分析了单比特门（如泡利门、Hadamard门）和多比特门（如CNOT、Toffoli门）。重点论述了酉矩阵（Unitary Matrices）在时间演化中的唯一性和可逆性，并提出了通用量子门集的构建理论，证明了只需一组特定的量子门（如H, T, CNOT）即可实现任何酉变换，从而保证了量子计算的通用性。 第二部分：量子计算的算法与实现 本部分从理论算法推导转向实际的物理实现路径与工程挑战。 第四章：量子算法的效率优势与原理 本书详细剖析了几个标志性的量子算法，并着重分析了其加速机制： Shor算法： 基于量子傅里叶变换（QFT）的周期查找方法，揭示了其对现有公钥加密体系的颠覆性威胁。 Grover算法： 针对无序数据库搜索的二次加速，深入探讨了振幅放大（Amplitude Amplification）技术的精妙之处。 量子近似优化算法（QAOA）与变分量子本征求解器（VQE）： 聚焦于当前“含噪中等规模量子”（NISQ）时代的混合量子-经典优化范式，分析其在材料科学和优化问题中的初步应用潜力。 第五章：量子计算的物理架构与实现挑战 本章全面考察了当前主要的物理实现路线，并对比了各自的优缺点： 1. 超导电路（Transmons）： 分析了其高相干时间潜力与大规模集成面临的串扰问题。 2. 囚禁离子（Trapped Ions）： 探讨了其高保真度量子门操作能力以及扩展到百比特以上所需的激光控制技术。 3. 光量子计算： 侧重于线性光学实现的可扩展性，尤其是基于玻色子采样（Boson Sampling）的特定优势。 4. 拓扑量子计算： 介绍其通过非阿贝尔任意子（Non-Abelian Anyons）实现固有容错性的理论构想。 核心讨论了退相干（Decoherence）和错误率是限制量子计算发展的两大瓶颈，并引出下一章关于错误修正的内容。 第三部分：量子纠错与量子网络 量子信息处理的鲁棒性和互联互通是实现通用量子计算的关键。 第六章：量子纠错码与容错计算 由于量子信息易受环境噪声干扰，实现可靠的计算必须依赖量子纠错。本章系统介绍了几种重要的量子纠错码： 表面码（Surface Codes）： 分析其二维结构、低阈值要求以及与物理布局的契合度，被认为是当前最具前景的容错方案之一。 Shor码与Steane码： 作为早期经典纠错思想在量子领域的拓展。 重点阐述了门间纠错（Fault-Tolerant Gates）的理论，这是构建逻辑量子比特（Logical Qubit）的必要步骤。 第七章：量子通信、网络与安全 量子力学为信息安全提供了“不可窃听”的保障。 量子密钥分发（QKD）： 详细分析了BB84协议和E91协议，阐释了其安全性基于物理定律而非计算复杂性。 量子隐形传态（Teleportation）： 深入解析了利用纠缠作为资源实现信息无损传输的机制，这是构建未来量子互联网的基础单元。 量子中继器（Quantum Repeaters）： 探讨了克服光纤损耗、扩展远距离量子通信网络所必需的关键技术和理论模型。 结论：前沿展望与哲学思考 本书最后总结了量子信息科学在解决经典难题（如分子模拟、新材料设计、药物发现中的薛定谔方程求解）上的巨大潜力。同时，我们也讨论了量子计算对计算的哲学定义、信息熵的本质以及人类对宇宙规律理解的深层影响。本书不仅是一本技术手册，更是一次对信息、实在与计算边界的深刻探索。它旨在激励下一代研究人员攻克物理、数学和工程领域的交叉难题，将理论上的奇迹转化为可操作的下一代计算技术。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，那种深沉的墨绿色封皮，配上烫金的字体，透着一股沉甸甸的历史感和知识的厚重。刚拿到手的时候，我甚至有点舍不得马上翻开，生怕破坏了它初次见面的完美状态。内页的纸张选择也很有讲究，摸上去有种细腻的磨砂质感，即便是长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。更值得称赞的是，排版极为考究，页边距的处理恰到好处，既保证了文字的呼吸感，又使得整体布局显得疏朗有致，这对于一本探讨复杂概念的书籍来说至关重要。我发现，作者在引用一些经典论述时，采用了不同的字体和缩进方式进行区分，这种细致入微的处理，极大地提高了阅读的清晰度和学术的严谨性。我甚至注意到，有些章节的标题旁还附带了微小的、象征性的插图，虽然只是简单的线条勾勒，却巧妙地暗示了该部分的核心议题，显示出编辑团队对细节的极致追求。这本书拿在手里，就不像是一本普通的读物，更像是一件经过精心打磨的艺术品，这种对物质载体的尊重，无疑也提升了我对其中内容的期待值。

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这本书在逻辑构建上的严密性，简直令人叹服。我经常在阅读一些探讨思辨性主题的作品时，发现作者的论证链条在关键节点上会显得薄弱或存在跳跃。但在这本书里，我几乎找不到这样的“阿喀琉斯之踵”。作者似乎预判了读者可能产生的每一个质疑点，并在提出一个论断后，紧接着就提供了强大的反驳或辩护。例如，在论及“客观道德标准”的可能性时，作者不仅细致梳理了支持和反对双方的经典论据，还非常巧妙地引入了认知科学和演化心理学的最新发现作为辅助支撑，构建了一个多维度的论证体系。这种层层递进、步步为营的写作风格，使得读者在不知不觉中，其自身的认知框架也受到了冲击和重塑。读完一个章节，我常常需要停下来，反复咀嚼其中的关键推理过程，那种清晰的脉络感和无懈可击的结构，实在是一种智力上的享受，让人由衷感到作者在结构设计上的深思熟虑和宏大格局。

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这本书的语言风格非常具有感染力，它成功地平衡了学术的精确性与文学的感染力。作者的文笔流畅而富有韵律感，即便是处理那些极为抽象的形而上学概念时，也能运用譬喻和类比，让其触手可及。我发现自己很少需要回头去重读一个句子才能理解其含义，这在哲学类书籍中是极为罕见的成就。特别值得一提的是，作者在总结部分，往往会使用一种带有启发性和前瞻性的语调，仿佛在向读者发出一种挑战：“现在你明白了这些基础，那么接下来你打算如何行动？”这种语气，不是居高临下的教导，而更像是一种伙伴间的鼓励和期许，极大地激发了我将书中学到的知识应用到日常决策中的愿望。读完之后，我感到自己获得了一种新的“道德视力”，看待以往那些模糊不清的问题时，似乎能看到更多维度的光影和结构，这是一种真正意义上的思想启蒙。

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书中引用的参考文献和案例分析，展现了作者深厚的学术功底和广博的涉猎范围。我惊喜地发现，它绝非局限于西方古典哲学圈内打转，而是将视野投向了全球。在讨论“正义”的实现时，书中穿插了关于东亚儒家文化圈中集体主义伦理的探讨，甚至还对后殖民语境下的道德责任进行了深入剖析。这种跨文化、跨学科的引证方式，极大地拓宽了我的思维边界。我特意去查找了几处作者引用的原始文献，发现这些引用不仅准确无误，而且都是最权威的版本，可见作者在资料搜集和核对上的严谨到了何种程度。更绝妙的是，作者并非简单地罗列这些案例，而是将它们作为激活核心理论的“催化剂”，使得理论不再是空中楼阁，而是扎根于真实世界复杂图景之中的有力工具。这使得这本书不仅仅是一本哲学著作，更像是一本关于“人类如何思考道德”的全球案例研究集锦。

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阅读体验上，这本书的叙事节奏把握得相当高明。它并非那种枯燥的、堆砌概念的教科书式论述，而是像一位经验老道的导游，引领着读者缓缓深入一片复杂而迷人的思想迷宫。开篇部分，作者没有急于抛出宏大的理论框架，而是从一些我们日常生活中都能遇到的微小道德困境入手，比如“善意的谎言”或者“电车难题”的变体，用极其生活化的语言将读者代入情境。随着章节的深入，笔锋逐渐转向历史溯源和哲学思辨，但即便是探讨康德的绝对命令或者功利主义的边际效用时，作者也善于穿插历史小故事或者当代的社会案例来佐证观点，使得晦涩的理论瞬间变得鲜活起来。这种张弛有度的叙事策略，让我感觉自己不是在“学习”知识，而是在与一位智者进行一场引人入胜的对话。我尤其欣赏作者在转折处的过渡，那些流畅的连接词和承上启下的句子，使得即便在切换不同哲学流派时，整个文本依然保持着惊人的连贯性，根本不会让人感到突兀或迷失方向。

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