量子信息技术引论

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出版者:国防科大
作者:
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2001-3-1
价格:18.00元
装帧:
isbn号码:9787810247269
丛书系列:
图书标签:
  • 量子信息5
  • 量子信息
  • 量子计算
  • 量子通信
  • 量子密码
  • 量子技术
  • 物理学
  • 信息科学
  • 计算机科学
  • 前沿科技
  • 交叉学科
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具体描述

《量子信息技术引论》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的量子信息技术导论。我们将从基础的量子力学原理出发,逐步深入到量子信息的核心概念,包括量子比特、量子叠加、量子纠缠以及量子门操作等。读者将了解如何利用这些独特的量子现象构建强大的量子计算模型,并探讨量子算法在解决经典计算机难以企及的问题上的巨大潜力,例如在大数分解、数据库搜索以及模拟分子等领域的应用。 本书还将详细介绍量子通信的原理和技术,重点阐述量子密钥分发(QKD)如何实现理论上无法破解的安全通信,以及量子隐形传态在信息传输中的新范式。此外,我们还将触及量子传感和量子计量等前沿领域,展示量子技术如何以前所未有的精度测量物理量,从而在基础科学研究和精密测量应用中开辟新的道路。 在技术实现方面,本书将对当前主流的量子计算硬件平台进行梳理和比较,例如超导量子比特、离子阱、光量子计算以及拓扑量子计算等,分析它们的优缺点和发展前景。同时,我们也会探讨量子软件和量子编程语言的发展,为读者理解如何设计和执行量子程序提供必要的指导。 本书的目标读者是对量子信息技术感兴趣的本科生、研究生、科研人员以及对前沿科技充满好奇的社会公众。我们假设读者具备一定的数学和物理基础,但书中关键概念的阐述力求清晰易懂,力求不遗漏任何重要的知识点。通过阅读本书,读者将能够构建起对量子信息技术从理论到应用的完整认知,并为进一步深入研究打下坚实的基础。 章节概览: 第一部分:量子力学基础 第一章:量子世界导览 经典物理学的局限性与量子革命的开端 Planck假设与黑体辐射 Einstein的光量子理论与光电效应 Bohr原子模型与能级跃迁 第二章:量子力学的基本原理 波粒二象性:德布罗意波与物质波 薛定谔方程:描述量子系统的演化 量子态与波函数:概率幅与概率密度 算符、本征值与本征态 测量与波函数坍缩 不确定性原理 第三章:量子力学的重要概念 叠加态:量子比特的基石 纠缠态:超越经典关联的量子现象 量子态的表示:狄拉克符号与密度矩阵 量子系统的演化:酉算符与量子门 量子退相干:量子信息的脆弱性 第二部分:量子计算 第四章:量子计算模型 量子比特(Qubit)的定义与表示 量子门操作:单比特门与多比特门 酉演化与量子电路 量子计算模型:量子线路模型 第五章:重要的量子算法 Deutsch-Jozsa算法:解决函数性质判断问题 Simon算法:周期查找 Grover搜索算法:平方根加速的无序数据库搜索 Shor因子分解算法:对数加速的整数分解 HHL算法:线性方程组求解 第六章:量子计算机的实现 量子比特的物理实现:超导电路、离子阱、光量子、拓扑量子比特等 量子比特的操控与读出 量子纠错:克服噪声与退相干 量子计算机的架构设计 现有量子计算机的性能与挑战 第三部分:量子通信 第七章:量子通信基础 信息论基础与信道模型 量子信道与量子容量 量子态的不可克隆原理 第八章:量子密钥分发(QKD) BB84协议:基于离散变量的QKD E91协议:基于贝尔不等式的QKD 连续变量QKD QKD的安全性证明与实际应用 第九章:其他量子通信技术 量子隐形传态:传输量子态 量子中继:克服衰减与退相干 量子密集编码:高效传输信息 量子互联网的构想与挑战 第四部分:量子信息技术的应用与展望 第十章:量子传感与计量 量子传感的原理:利用量子态对环境的敏感性 原子钟与高精度时钟 量子干涉仪与精密测量 量子成像与量子雷达 第十一章:量子模拟 量子模拟的必要性:模拟复杂量子系统 数字量子模拟 模拟量子模拟 在材料科学、化学和药物研发中的应用 第十二章:量子技术的前沿与未来 量子人工智能 量子金融 量子生物学 量子生态系统与产业发展 当前研究热点与未来发展方向 本书致力于提供一个结构清晰、内容详实的量子信息技术入门指南,帮助读者理解这一颠覆性技术的核心原理、发展现状和广阔前景。

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读后感

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用户评价

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这本书的深度和广度令人印象深刻,它绝非市面上那些追求快速出书的浅尝辄止之作。我发现作者在交叉学科内容的整合上做得非常出色,比如在讨论量子算法的实现时,他巧妙地穿插了对特定硬件架构限制的讨论,这让理论不再是悬浮在空中的空中楼阁,而是与现实工程紧密结合。阅读过程中,我多次停下来查阅引用的参考文献,发现作者的引用列表异常详实且具有权威性,这从侧面反映了其研究基础的扎实程度。尤其是在对几种主流量子计算模型的比较分析部分,作者没有采用简单的并列式介绍,而是通过构建一个统一的评估框架,对它们在可扩展性和退相干时间上的表现进行了量化比较,这对于需要进行技术选型的专业人士来说,无疑是一份极其宝贵的参考资料。这种事无巨细、力求精确的态度,让这本书的每一个论断都显得掷地有声。

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说实话,这本书的排版和字体选择简直是教科书级别的典范,阅读体验极佳。我最近几年看过的技术书籍里,很少有能做到如此清晰易读的。作者在处理那些复杂的数学推导时,总是能找到一种非常优雅的呈现方式,图表和公式的穿插布局把握得恰到好处,即便涉及到张量积和希尔伯特空间这类抽象概念,也能通过精心的可视化辅助理解。我特别欣赏作者在章节末尾设置的“思考与拓展”环节,它不是简单的习题集,而是引导性的开放问题,激发读者去思考当前理论的局限性以及未来可能的发展方向。这种教学上的匠心,让这本书摆脱了传统教材的枯燥感,更像是一位经验丰富的导师在耳边低语,循循善诱。我甚至在阅读过程中,多次停下来,对照着书中的示意图,在笔记本上尝试自己画出那些态矢的演化路径,这种互动性是我在其他书籍中很少体验到的。

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这本书的封面设计得相当有心思,那种深邃的蓝色调配上未来感的线条,立刻就让人联想到高精尖的科技领域。我拿到手的时候,首先被它的装帧吸引了,那种厚实的质感让人觉得内容一定分量十足。虽然我对这个领域算不上是完全的门外汉,但拿起这本书时,还是被它那种宏大的叙事结构所震慑。作者似乎在努力搭建一个完整的知识体系,从基础概念的铺陈到复杂理论的推演,每一步都走得扎实而审慎。读进去之后,我发现它更像是一幅描绘未来计算蓝图的精美画卷,而不是简单的技术手册。它没有急于展示那些炫目的算法,而是花费大量篇幅去解释“为什么”需要这些新的信息范式,这种对底层逻辑的深挖,非常符合我作为一个求知者的期待。特别是关于信息本质的探讨部分,作者的视角非常独特,让我对“比特”这个概念有了全新的认识,那种哲学思辨与硬核科学的完美结合,读起来酣畅淋漓,让人忍不住想一口气读完。

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我拿到这本书后,主要是在通勤时间和周末的午后阅读,发现它对读者的背景知识有一定要求,但并不会让人感到气馁。作者的语言风格是那种严谨而不失温度的类型,就像一位大学教授在做深度讲座,他从不吝啬于分享自己的研究心得和对该领域前沿趋势的洞察。我特别关注了关于“纠错码”那几个章节的论述,作者对当前几种主流方案的优缺点分析得入木三分,并且清晰地指出了它们在扩展性和容错性上所面临的瓶颈。更难能可贵的是,书中并未将这些技术描述成已经解决的问题,而是坦诚地展现了该领域目前仍在探索中的灰色地带,这为我后续的深入研究指明了方向。这种对未知保持敬畏、对现有成果审慎评估的态度,极大地提升了这本书的学术价值和参考性,它不仅仅是知识的传递,更是一种科学精神的熏陶。

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拿到这本书后,我最直观的感受是它提供了一种极为清晰的“知识地图”。对于一个试图系统性地了解这个飞速发展的领域的人来说,最怕的就是信息碎片化和逻辑跳跃。然而,这本书从最基础的量子力学公设出发,逐步构建起信息论的框架,再到具体应用的展开,整个逻辑链条是如此顺畅,以至于我感觉自己仿佛是跟着一位经验丰富的领航员,穿行在知识的迷宫之中,每一步都有明确的指引。我尤其欣赏作者对于不同概念之间联系的阐述,很多我以前觉得孤立的知识点,在书中被巧妙地编织成了一个有机整体。比如,他对“测量问题”的讨论,不仅限于物理学的范畴,还深入挖掘了其在信息论中的操作含义,这种跨越不同学科视角的融合,极大地拓宽了我的思维边界。这本书真正做到了让人“知其然,更知其所以然”,是值得反复研读的案头必备。

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