具体描述
《21世纪高等教育系列规划教材:大学物理(上册)(第2版)》的主要特色是取材立足于“精”和“反映现代”。从大学生的认知特点、教学规律、物理知识体系出发，强调物理知识的系统性、整体性和各部分之间的互相联系。结合工科特点和现代技术发展的实际。《21世纪高等教育系列规划教材:大学物理(上册)(第2版)》内容包括质点的运动；动量守恒和机械能守恒；刚体的转动；机械振动；机械波；气体动理论；热力学基础等。
好的，这是一份关于《大学物理》之外的图书的详细简介。 --- 书名：《量子纠缠与信息革命：从基础原理到前沿应用》 作者： 张伟 出版社： 世纪科学出版社 内容简介： 《量子纠缠与信息革命：从基础原理到前沿应用》是一部深度聚焦于当代物理学最前沿领域——量子信息科学的权威著作。本书旨在为对量子力学有基本了解的读者提供一个全面而深入的视角，探讨量子纠缠这一核心现象如何驱动着一场可能颠覆现有信息技术格局的革命。 全书分为五个部分，系统地构建了从理论基石到实际应用的完整知识体系。 第一部分：量子力学的再审视与纠缠的诞生 本部分首先回顾了经典物理学在微观世界遭遇的挑战，简要梳理了量子力学（QM）的基本公设，重点强调了波函数、叠加态和测量过程的非经典特性。不同于传统教科书侧重于宏观现象的描述，本书迅速切入到量子信息的核心——量子比特（Qubit）的概念。 详细阐述了量子比特与经典比特的本质区别，并引入了态矢量空间和张量积的概念，为理解多体系统中的纠缠奠定数学基础。随后，本书以深入浅出的方式解析了贝尔态（Bell States），这是理解和量化纠缠的起点。我们将探讨为什么纠缠态不能被表示为独立子系统的直积态，并剖析EPR悖论的深层物理意义——非定域性（Non-locality）。通过对各种数学指标（如纠缠熵）的介绍，读者将能掌握如何精确地衡量一个系统的纠缠程度。 第二部分：量子纠缠的动力学与操控 如果说第一部分描绘了纠缠的“快照”，那么第二部分则着眼于其“演化”。本章探讨了量子系统在时间上的演化规律，重点介绍冯·诺依曼熵和冯·诺依曼方程在描述开放量子系统（Open Quantum System）时的应用。 核心内容集中在退相干（Decoherence）现象。退相干是量子计算和量子通信面临的最大挑战之一，本书细致分析了环境噪声如何耦合到量子系统，并导致量子叠加态和纠缠的快速“丢失”，将其转化为经典概率分布。随后，我们将介绍如何利用量子控制技术，如最优控制理论和高精度激光脉冲整形，来抑制退相干效应，延长相干时间，这是实现可操作的量子比特的关键。此外，书中还详细讨论了量子门操作的设计，包括单比特旋转和双比特纠缠门（如CNOT门、iSWAP门）的物理实现机制和误差分析。 第三部分：量子通信：超越经典边界 量子纠缠不仅仅是基础理论的奇观，更是信息传输的强大工具。本部分聚焦于量子通信领域的两大支柱：量子密钥分发（QKD）和量子隐形传态（Quantum Teleportation）。 在QKD部分，本书详细介绍了基于纠缠的协议，如Ekert91协议，并与基于单光子偏振态的BB84协议进行对比分析，突显纠缠在提供信息论安全方面的独特优势。随后，我们深入探讨了量子隐形传态的完整流程，解释了如何利用一对预先共享的纠缠光子对，将一个未知量子态从A点无损地转移到B点，而无需传输携带信息的载体本身。这部分内容将涉及贝尔态测量（BSM）的原理及其在隐形传态协议中的核心地位。此外，书中还探讨了量子中继器（Quantum Repeaters）的概念，这是构建远距离、大规模量子互联网的理论基石。 第四部分：量子计算的范式转变 本部分是全书技术含量最高的部分之一，专注于量子算法和容错量子计算。 首先，本书系统介绍了当前最具影响力的量子算法，包括Shor算法（用于大数分解）和Grover算法（用于非结构化搜索）。在介绍这些算法时，我们不仅仅停留在黑箱模型，而是深入到它们在量子电路模型中是如何被构建和实现的，特别是如何利用量子傅里叶变换（QFT）和相位估计等关键子程序。 随后，讨论的焦点转向量子纠错码（Quantum Error Correcting Codes）。由于量子态的脆弱性，容错计算是实现通用量子计算机的必经之路。书中详细阐述了如Shor码、表面码（Surface Code）等主流的拓扑量子纠错方案，解释了它们如何通过编码（编码到较大的逻辑量子比特中）和测量（错误检测）来保护信息，以及阈值定理的含义。 第五部分：前沿交叉与未来展望 最后一部分将视野扩展到量子信息科学与其他学科的交叉领域，展望了未来的技术潜力。 我们将探讨量子模拟，即利用一个可控的量子系统（如超冷原子或离子阱）来精确模拟另一个难以处理的物理或化学系统，例如高温超导体的微观模型。此外，书中还简要介绍了量子机器学习的基本框架，包括如何利用量子态的指数级复杂性来加速特定类型的模式识别和优化问题。 本书的结论部分总结了当前全球在量子计算硬件（如超导电路、囚禁离子、拓扑量子位）上的竞争格局，并对实现量子霸权（Quantum Supremacy）后，信息技术和基础科学研究可能面临的变革进行了审慎的预测。 目标读者： 本书适合物理学、信息科学、电子工程、数学等相关专业的本科高年级学生、研究生以及致力于从事量子技术研究的工程师和科研人员。它要求读者具备一定的线性代数和基础微积分知识，以及对基础量子力学概念的初步理解。 ---
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