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出版者:国防工业出版社（图书发行部）（新时代出版社）

作者:霍红

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2007-8

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787118052893

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
• 计算机技术
• 实用教程
• 编程入门
• 软件应用
• 信息技术
• 现代计算机
• 技术指南
• 学习教程
• 计算机基础

好的，以下是为您构思的一份不涉及《现代计算机实用技术教程》内容的图书简介，力求内容详实、自然流畅，符合专业书籍的介绍风格： --- 深度解析：量子计算前沿与应用实践 作者： [此处填写虚构的专家姓名，例如：李文博，张晓峰] 出版社： [此处填写虚构的出版社名称，例如：华科电子工业出版社] ISBN： [此处填写虚构的ISBN号，例如：978-7-5123-4567-8] 定价： 188.00 元 --- 内容简介： 在信息技术飞速迭代的今天，我们正站在一个全新的计算范式——量子计算——的黎明。本书《深度解析：量子计算前沿与应用实践》并非对传统冯·诺依曼架构的修补与优化，而是对信息本质的一次深刻革命的全面梳理与前瞻性探讨。本书旨在为高等院校计算机科学、物理学、数学专业的师生，以及致力于前沿技术研发的工程师和科研人员，提供一套系统、深入且具有实践指导意义的量子计算知识体系。 本书的架构设计遵循“理论基础—核心算法—新兴应用—工程实现”的逻辑主线，力求在保证理论严谨性的同时，充分体现量子信息科学的工程可操作性和未来潜力。 第一部分：量子计算的物理基石与理论框架 (Foundations of Quantum Computation) 本部分是理解量子计算区别于经典计算的基石。我们首先回顾经典信息论中的香农熵与信息极限，随后引入量子力学的基础公设，包括希尔伯特空间、态矢量、算符（Operators）以及测量的概率解释。 重点内容包括： 1. 量子比特（Qubit）的数学描述： 详细阐述了单比特的布洛赫球表示法，并深入探讨了多比特系统的张量积结构，为理解纠缠现象奠定数学基础。 2. 量子门集与酉变换： 详尽分析了泡利（Pauli）矩阵族、Hadamard 门、相位门（$S, T$ 门）的物理意义及其在酉演化中的作用。特别辟章节论述了通用量子门集的完备性证明，以及如何利用 CNOT 门构建任意多比特酉变换。 3. 量子纠缠与度量： 深入剖析了纠缠这一非定域性的核心资源，讲解了贝尔态（Bell States）的构造与性质，并引入了纠缠熵、纠缠保真度等量化指标，揭示了量子信息区别于经典关联的本质。 第二部分：核心量子算法的机制与优化 (Core Quantum Algorithms and Optimization) 本部分是本书的实践核心，重点介绍那些展现出指数级或多项式加速潜力的关键量子算法，并着重分析其在不同量子硬件平台上的实现考量。 重点内容包括： 1. Shor 算法的分解机制： 不仅重述了 Shor 算法的整体流程，更侧重于对核心步骤——量子傅里叶变换（QFT）的深入解析。我们将详细推导 QFT 的电路结构，并对比经典 FFT 的计算复杂度，直观展示其加速来源。 2. Grover 搜索算法的振幅放大： 详细阐释了 Grover 迭代算子的几何意义（在二维子空间中的反射操作），并分析了最优迭代次数的确定过程，以及如何将其应用于数据库搜索和近似优化问题。 3. 变分量子本征求解器 (VQE) 与量子近似优化算法 (QAOA)： 鉴于当前噪声中等规模量子（NISQ）设备的限制，本书将大量篇幅投入到混合量子-经典算法。我们不仅介绍了 VQE 和 QAOA 的迭代框架，还探讨了如何选择高效的 Ansatz 电路结构和优化器（如 ADAM、COBYLA）以应对退相干噪声。 第三部分：量子计算的前沿应用领域与挑战 (Frontier Applications and Engineering Challenges) 量子计算的真正价值体现在其解决经典计算难以企及的特定问题的能力上。本部分将目光投向实际应用场景，并直面当前硬件实现面临的巨大工程挑战。 重点内容包括： 1. 量子化学模拟： 探讨如何利用量子计算机模拟分子和材料的电子结构问题。详细介绍 Jordan-Wigner 变换和 Bravyi-Kitaev 变换，它们是将电子哈密顿量映射到量子比特哈密顿量的关键技术，是实现高精度模拟的基础。 2. 量子机器学习 (QML)： 剖析量子神经网络（QNN）的结构，包括量子特征映射（Quantum Feature Maps）的设计原则。讨论了如何利用量子线性代数算法（HHL 算法的变体）加速大规模线性方程组的求解，及其在数据分析中的潜力。 3. 容错量子计算（FTQC）的架构： 鉴于物理量子比特的脆弱性，本书专门章节介绍了如何通过编码实现逻辑量子比特。详细讲解了表面码（Surface Code）的原理、逻辑错误的检测与修复过程，这是构建具备容错能力的通用量子计算机的必由之路。同时，讨论了拓扑量子计算的研究进展。 4. 硬件平台对比分析： 客观分析了超导电路、离子阱、中性原子、光量子计算等主流硬件平台的技术路线、优势与局限性，以及它们对上层算法实现的特定要求。 本书特色： 理论与实践的紧密结合： 每章末尾均附有基于 Python 编程语言的 Qiskit/Cirq 代码示例（或伪代码），指导读者如何在模拟器或真实设备上实现所学的核心算法。 面向工程的深度解析： 重点讨论了量子电路的深度、宽度限制、噪声对算法性能的影响，以及如何通过量子纠错和误差缓解技术提升计算结果的可靠性。 前瞻性视野： 涵盖了量子计算在金融建模、优化问题、以及与经典 AI 混合计算等新兴领域的最新研究动态。 本书旨在使读者不仅能理解量子计算的“是什么”，更能掌握其“如何做”以及“未来能做什么”，成为引领下一代信息技术变革的复合型人才。 --- 目标读者： 计算机科学、物理学、电子工程、应用数学等专业的高年级本科生、研究生，以及从事量子信息技术研发、算法设计与硬件实现的专业技术人员。

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这本书的结构安排体现了作者对教学规律的深刻理解。它采用了“理论先行，实践为辅”的渐进式教学模式。在每一小节的理论阐述之后，都会紧跟着一些“思考题”或者“小测验”，这些环节设计得非常巧妙。它们不是简单的知识点复述，而是常常需要你进行简短的推理或者概念的对比才能作答。我个人尤其喜欢它在介绍算法复杂度分析时所采用的对比手法，通过对同一问题的不同解决方案进行性能剖析，直观地展示了“好代码”和“坏代码”的本质区别。这种分析方法对于培养读者的“计算思维”至关重要。但要说一点小遗憾，那就是本书似乎更侧重于计算机科学的“理性”一端，对于软件工程实践中的“非技术性”因素，比如团队协作、需求分析的模糊性处理等方面，提及的篇幅较少。这使得它更像是一本聚焦于“如何让机器工作得更好”的工具书，而非“如何构建一个可持续维护的软件系统”的全景指南。

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说实话，这本教材的排版和字体选择让我有点怀旧，仿佛回到了大学机房里那些泛黄的讲义时代。纸张的质量倒是挺不错的，拿在手里有一定的分量感，不容易破损，这点对于经常翻阅的读者来说是个加分项。我特别欣赏作者在案例选取上的独到眼光。它没有过多地纠结于当下最热门的某个软件版本，而是选择了那些具有通用性和长期价值的基础性应用场景。比如，它分析数据存储结构时，使用的例子都是教科书级别、跨越时间检验的经典模型，而不是昙花一现的网红技术。这让这本书的生命周期得以延长，不会因为几年后技术栈的更新而立刻贬值。不过，这种“求稳”的策略也有它的弊端，那就是在某些最新的网络协议或者前端框架的应用实例上，内容显得有些保守，需要读者自行去补充最新的实践知识。我希望作者在后续的版本中，能在保持核心理论不变的前提下，适度增加一些与现代开发流程接轨的鲜活案例，这样会更具吸引力。

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阅读体验上，这本书更像是在跟一位资深的工程师进行一对一的深度交流，而不是被动地接受信息灌输。作者的叙述风格非常严谨、逻辑链条清晰，很少使用过于口语化或浮夸的表达。当你跟着他的思路走完一个章节后，会有一种豁然开朗的感觉，好像那些曾经模糊的概念一下子被点亮了。但坦白讲，这本书的“劝退率”可能不低。对于完全没有编程或电子工程背景的读者来说，开篇的那些关于逻辑门和布尔代数的讲解，简直是天书。我发现自己花了大量时间在反复阅读前三章的基础概念上，因为后面所有的内容都是建立在这些基石之上的。如果基础不牢，后面的“操作系统调度”或者“编译原理”部分，根本无法真正理解。这让我深刻体会到，技术学习的深度和广度是相互制约的，想走得远，就得耐得住性子把地基夯实。它不是一本能让你随便翻阅消遣的书，它要求你全身心的投入和智力的挑战。

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这本书拿到手的时候，我就被它扎实的篇幅给震住了，感觉像是抱着一本砖头在啃。封面设计其实挺朴实无华的，没什么花哨的图形，就是那种很传统的教材风格，一看就知道是正经搞技术的。我本来是希望能找到一些快速上手的技巧，比如“三天精通XX”之类的捷径，但显然，这本书走的不是这条路子。它更像是把计算机底层的原理，从最基础的二进制讲起，一步步地往上搭，中间穿插着各种硬件架构的演变历史。尤其是讲到内存管理那块，作者似乎下足了功夫，用了很多图示来解释虚拟内存和物理内存的映射关系，看得我是既头疼又佩服。它不满足于告诉你“怎么做”，更深入地探讨了“为什么会这样”。对于我这种想刨根问底的人来说，这本书提供了很好的深度，但代价就是阅读过程需要极高的专注度。我经常需要停下来，对照着其他参考资料，才能把一些复杂的概念消化掉，比如流水线技术和缓存一致性问题，简直是让人烧脑。整体感觉就是，这是一部“慢工出细活”的著作，适合愿意花时间打下坚实基础的学习者，而不是追求效率的速成派。

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翻阅这本书时，我最大的感受是它带来的知识的“厚重感”和“可靠性”。它不像市面上很多新出的技术书籍那样，热衷于追逐最新的框架和工具，而是将笔墨集中在了那些经过时间考验的核心原理上。比如，它对文件系统的设计理念的剖析，即便在固态硬盘普及的今天，其背后关于数据一致性和冗余备份的探讨，依然具有极强的指导意义。这种对基础理论的坚守，使得这本书具备了极高的参考价值，可以作为工具书长期摆在案头。不过，对于初次接触计算机领域的学生而言，这本书的阅读门槛确实偏高，它假设读者已经对计算机世界有一些基本的概念认知。如果将它定位为一本入门读物，可能会让很多新人望而却步。我建议，如果能配上一本更侧重于图形界面操作和基础软件安装维护的“前导读物”，这本书就能真正发挥出它作为一本“核心技术教程”的巨大价值，成为一个完整学习体系中不可或缺的压舱石。

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