经典与量子信息论

经典与量子信息论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:德叙维勒
出品人:
页数:691
译者:
出版时间:2013-1
价格:158.00元
装帧:
isbn号码:9787030365101
丛书系列:国外信息科学与技术优秀图书系列
图书标签:
  • 量子信息7
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具体描述

《经典与量子信息论(英文版)》完整地叙述了经典信息论和量子信息论,首先介绍了香农熵的基本概念和各种应用,然后介绍了量子信息和量子计算的核心特点。《经典与量子信息论(英文版)》从经典信息论和量子信息论的角度,介绍了编码、压缩、纠错、加密和信道容量等内容,采用非正式但科学的精确方法,为读者提供了理解量子门和电路的知识。《经典与量子信息论(英文版)》自始至终都在向读者介绍重要的结论,而不是让读者迷失在数学推导的细节中,并且配有大量的实践案例和章后习题,适合电子、通信、计算机等专业的研究生和科研人员学习参考。

经典与量子信息论:信息世界的基石与未来 信息,作为连接万物的纽带,贯穿于物理学的宏观与微观世界。从宏观宇宙的运行规律到微观粒子的奇妙行为,信息的编码、传输、处理和存储构成了我们理解世界的基础。本书《经典与量子信息论》旨在带领读者深入探索信息科学的两个重要分支:经典信息论和量子信息论,揭示它们在理论上的精妙联系,以及在技术应用上的巨大潜力。 第一篇:经典信息论——数字时代的基石 我们首先回溯信息论的源头,认识那些奠定了现代信息技术基石的经典理论。 第一章:信息量与熵——衡量不确定性的尺度 本章将详细介绍信息论的奠基者克劳德·香农提出的信息量概念。我们将学习如何量化一个事件的“意外程度”,以及概率在其中扮演的关键角色。通过引入熵的概念,我们将理解信息熵不仅仅是一个数学公式,更是衡量系统不确定性或随机性的核心指标。从二进制位的0和1,到语言的统计规律,熵将帮助我们理解信息是如何被编码和压缩的。我们还会探讨不同概率分布下的熵值变化,以及熵在数据压缩、信源编码等领域的应用。 第二章:信道容量——信息传输的极限 任何信息传输都离不开信道,而信道容量则决定了我们可以多高效地在信道上传输信息。本章将深入分析不同类型的信道,包括无噪声信道和具有噪声的信道。我们将学习高斯白噪声信道模型,并理解香农-哈特利定理如何为信道容量设定了一个理论上限。通过对信号能量、带宽和噪声功率的分析,读者将能够理解如何在实际通信系统中优化传输效率,同时将错误率降到最低。 第三章:编码理论——可靠通信的保障 在信息传输过程中,噪声和干扰是不可避免的挑战。编码理论正是为了应对这些挑战而生。本章将介绍不同类型的编码技术,从简单的重复码和奇偶校验码,到更强大的线性分组码(如汉明码)和卷积码。我们将学习编码的基本原理,如何通过增加冗余来检测和纠正错误。此外,我们还将探讨纠错码的性能评估方法,以及它们在存储设备、无线通信和卫星通信等领域的广泛应用。 第四章:信息压缩——高效存储与传输的艺术 在数据量爆炸的时代,信息压缩技术的重要性不言而喻。本章将深入探讨无损压缩和有损压缩两种主要策略。我们将学习霍夫曼编码、算术编码等无损压缩算法的工作原理,以及它们如何利用数据的统计特性来减少冗余。对于有损压缩,我们将解析JPEG、MP3等常见图像和音频压缩格式背后的原理,理解如何在牺牲少量信息的前提下实现大幅度的压缩。 第二篇:量子信息论——信息科学的未来前沿 随着科学技术的飞速发展,我们开始将信息论的触角延伸到量子世界,从而开辟了量子信息论这一全新领域。 第五章:量子比特与叠加态——超越0与1的全新维度 与经典比特只能表示0或1不同,量子比特(qubit)拥有更为丰富的信息编码能力。本章将介绍量子比特的基本概念,并着重讲解叠加态这一核心量子特性。我们将使用布洛赫球面等可视化工具,来理解一个量子比特可以同时处于0和1的叠加状态。我们将探讨不同叠加态的表示方法,以及它们如何为量子计算和量子通信带来指数级的优势。 第六章:量子纠缠——超越时空的神秘关联 量子纠缠被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”,它是量子世界中最令人着迷的现象之一。本章将深入剖析量子纠缠的本质,理解两个或多个量子比特之间如何形成一种紧密的关联,无论它们相距多远,对一个纠缠体的测量都会瞬间影响到其他纠缠体。我们将学习贝尔不等式的概念,以及它如何实验性地证明了量子纠缠的存在。纠缠态的制备、度量以及它在量子通信(如量子隐形传态)和量子计算中的关键作用将是本章的重点。 第七章:量子门与量子电路——量子计算的基本操作 量子计算的强大能力源于其独特的运算方式。本章将介绍量子门,即作用于量子比特的基本量子操作。我们将学习单量子比特门(如Hadamard门、Pauli门)和多量子比特门(如CNOT门)的数学表示和作用。在此基础上,我们将探讨如何将这些量子门组合成量子电路,以执行特定的量子算法,例如Shor算法和Grover算法。读者将了解量子计算的通用模型,以及量子算法如何利用叠加和纠缠来解决传统计算机难以企及的问题。 第八章:量子通信与量子密码学——信息安全的终极保障 量子现象为信息安全带来了革命性的解决方案。本章将详细介绍量子密钥分发(QKD)的原理,例如BB84协议,理解如何利用量子力学的基本原理来生成和分发安全密钥,确保信息传输的不可窃听性。我们将探讨量子通信在信息传输效率和安全性上的优势,以及它在构建未来安全通信网络中的核心地位。此外,我们还将简要介绍量子容错和量子纠错码的概念,为理解可扩展的量子计算机和量子网络打下基础。 结论:经典与量子的交织,塑造信息世界的未来 本书的最后,我们将对经典信息论和量子信息论进行总结性的回顾,并探讨它们之间的深层联系。从信息量的基本定义到量子比特的叠加态,信息科学的演进始终围绕着如何更高效、更安全地处理信息。经典信息论为我们理解和构建现代通信和数据存储系统奠定了坚实的基础,而量子信息论则为我们打开了通往全新计算模式和无懈可击的信息安全的大门。本书旨在为读者提供一个关于信息科学全景式的认知,从经典到量子,揭示信息世界的奥秘,并展望其无限的未来。

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读后感

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用户评价

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这是一本让我从头到尾都保持高度专注的书。作为一名对数学和物理都有着一定了解的读者,我尤其欣赏书中严谨的逻辑推理和清晰的数学推导。从一开始,作者就为我们构建了一个坚实的理论基础,从经典信息论的核心概念出发,循序渐进地将读者引入量子世界的复杂领域。我个人对信息熵在描述系统不确定性方面的作用深有体会,而这本书则将这一概念延伸到了量子系统,比如量子熵,它不仅仅衡量了我们对量子态的了解程度,还与系统的能量和物理过程紧密相关。书中对量子纠缠的深入剖析,更是让我大开眼界。它不再仅仅是物理学中的一个奇特现象,而是被提升到了信息论的层面,成为了构建量子通信和量子计算的关键资源。我特别注意到作者在阐述贝尔不等式和CHSH不等式时,是如何巧妙地利用信息论的语言来解释这些与现实世界直观感受相悖的实验结果。这不仅仅是理论上的精妙,更是一种将抽象数学语言转化为深刻物理洞察力的典范。书中关于量子密钥分发(QKD)的介绍,更是让我看到了量子信息论在实际应用中的巨大潜力。它如何利用量子力学的基本原理,保证通信的绝对安全,这简直就是科幻小说中的情节,却被这本书以科学的严谨性呈现出来。我还可以想象,未来基于量子信息理论的加密方式,将彻底改变我们对网络安全和数据隐私的认知。这本书不仅满足了我对理论知识的渴求,更点燃了我对量子信息技术未来发展的无限遐想。

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《经典与量子信息论》这本书,我真的非常期待,但拿到手后,一种莫名的震撼感油然而生。并非源于书本装帧有多么华丽,而是其中蕴含的深邃思想,让我一下子觉得自己站在了巨人的肩膀上。我一直对信息论在经典物理领域的应用有着浓厚的兴趣,从香农的熵概念到信息传输的极限,这些都构建了我对世界运作方式的基本认知。然而,当我翻开这本书,看到那些将信息论的基石概念与量子力学奇妙而反直觉的现象相结合的论述时,我才意识到,我之前所理解的信息世界,不过是冰山一角。书中对于量子纠缠的描述,将其看作是一种超越经典信息传播方式的“信息通道”,这个观点极其迷人。它不仅仅是关于亚原子粒子之间神秘的关联,更是对信息本身的本质进行了深刻的拷问:信息是否可以独立于载体存在?它如何穿越时空?这些问题,在经典信息论的框架下是难以触及的,但这本书巧妙地将量子世界的规则引入,为这些古老的问题提供了全新的视角。我特别喜欢书中关于量子比特(qubit)的概念,它不再是简单的0或1,而是可以同时处于0和1的叠加态,这种“既是又不是”的哲学意味,映射到信息处理上,便带来了指数级的计算能力提升的可能性。这种从根本上改变信息编码和处理方式的理念,让我看到了未来科技发展的无限可能,也让我对我们所处的宇宙有了更深层次的理解。我迫不及待地想深入研究其中的每一个章节,去感受那些由量子理论和信息科学交叉碰撞产生的思想火花,相信它会彻底颠覆我过去的一些认知,开启我对信息科学全新的探索之旅。

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这本书的出现,标志着我在理解信息与物理世界关系上的一个重要里程碑。我一直以来都对信息科学的各个分支都有着浓厚的兴趣,而《经典与量子信息论》这本书,则将经典信息论的坚实基础与量子力学的奇妙世界巧妙地融合在一起。我通常喜欢那些能够提供深刻见解,并能引发我对现有认知进行反思的书籍,而这本书恰恰满足了我的这一需求。从香农的信息论基础开始,作者为我们建立了一个坚实的理论框架,让我温习了信息是如何被量化、编码以及传输的。然而,最让我感到兴奋的是,本书将这些经典概念引入量子力学的范畴,从而揭示了信息在微观世界中的全新表现形式。书中对量子比特(qubit)的描述,特别是其能够处于叠加态的特性,彻底颠覆了我对信息载体的传统观念。这种“既是又不是”的模糊性,在信息处理上却带来了指数级的可能性,让我看到了未来计算和通信的巨大潜力。我特别欣赏书中关于量子纠缠的详尽阐述,它被描绘成一种超越经典时空界限的信息关联方式,能够实现“幽灵般的超距作用”。这不禁让我思考,信息是否可以独立于物质载体而存在,以及信息与物质、能量之间究竟存在着怎样的深刻联系。我对书中关于量子计算的初步介绍也感到非常兴奋,它预示着未来计算机的处理能力将迎来一次颠覆性的飞跃。这本书不仅让我学习到了新的知识,更重要的是,它启发了我对信息本质以及宇宙运作方式的深刻思考,让我对我们所处的时代以及即将到来的科技变革充满了期待。

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我一直以来都对信息科学在不同领域的应用感到着迷,而《经典与量子信息论》这本书,无疑将我的兴趣推向了一个全新的高度。我通常会选择那些能够提供深刻洞察,并且能够激发我进一步思考的书籍,而这本书恰恰满足了我的这一期望。从经典信息论的熵概念,到其在通信系统中的应用,作者都进行了非常详尽的阐述,为我们打下了坚实的基础。然而,最让我感到震撼的是,当这些经典理论与量子力学的奇妙世界相结合时所产生的火花。书中对量子纠缠的讨论,让我第一次真正理解了什么叫做“幽灵般的超距作用”,以及它如何在信息传输方面提供经典方法无法比拟的优势。我记得书中对量子压缩和量子信道容量的介绍,它揭示了量子世界在信息存储和传输方面的潜力,这对我来说是非常新颖的。我甚至可以想象,在不久的将来,这些理论将会催生出颠覆性的技术,比如更安全的通信方式,或者能够解决传统计算机无法解决的复杂问题的量子计算机。我对书中关于量子计算的算法,例如Shor算法和Grover算法的初步介绍也感到非常兴奋,尽管我可能还需要一些时间来消化其中的数学细节,但我已经能感受到它将如何改变计算的范式。这本书不仅仅是关于理论的探索,它更是对未来科技发展方向的预见,让我对我们所处的时代以及即将到来的变革充满了期待。

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当我拿到《经典与量子信息论》这本书时,我就知道我即将开启一段非凡的知识探索之旅。我通常喜欢那些能够深入浅出地讲解复杂概念,并且能够激发读者思考的书籍,而这本书恰恰做到了这一点。作者从经典信息论的核心——香农熵——开始,为我们构建了一个扎实的理论基础,让我对信息的量化和传输有了更深的理解。然而,最令我着迷的是,这本书如何将这些经典的概念巧妙地融入量子力学的奇妙世界。书中对量子比特(qubit)的描述,特别是其能够处于叠加态的特性,彻底颠覆了我对信息载体的传统认知。这种“既是又不是”的模糊性,在信息处理上却带来了巨大的优势,让我看到了未来计算和通信的无限可能。我特别欣赏书中关于量子纠缠的详尽阐述,它不再仅仅是一个物理学上的奇特现象,而是被赋予了信息论的意义,成为了连接不同量子态、实现信息传递的关键。我还可以想象,未来基于量子纠缠的通信网络,将拥有前所未有的安全性和效率。这本书不仅让我学习到了新的知识,更重要的是,它启发了我对信息本质以及宇宙运作方式的深刻思考。它让我意识到,我们对世界的认知,远未达到其全部的真相,而量子信息论,正为我们打开了探索真相的新维度。

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这本书的出版,对我来说,无异于打开了一扇通往全新知识殿堂的大门。我一直对信息的本质及其在物理世界中的作用感到着迷,而《经典与量子信息论》这本书,则以一种极其引人入胜的方式,将经典信息论的严谨逻辑与量子力学的奇妙现象融为一体。作者从香农的信息熵概念入手,为我们建立了一个坚实的理论基础,让我温习了信息是如何被量化、编码和传输的。但最让我感到震撼的,是当这些经典概念被引入量子世界时所产生的化学反应。书中对量子比特(qubit)的描述,让我第一次真正理解了“叠加态”的含义,它不再是简单的0或1,而是可以同时处于这两种状态的某种组合。这种全新的信息编码方式,为计算和通信带来了指数级的可能性。我尤其喜欢书中关于量子纠缠的讨论,它被描绘成一种超越经典时空限制的信息关联方式,能够实现“幽灵般的超距作用”。这让我不禁思考,信息是否可以独立于物质载体而存在,或者说,信息与物质、能量之间究竟存在着怎样的深刻联系。我对书中关于量子计算的初步介绍也感到非常兴奋,它预示着未来计算机的处理能力将迎来一次颠覆性的飞跃。这本书不仅仅是一本理论著作,它更像是一次思想的启迪,让我对我们所处的宇宙和未来科技的发展方向有了全新的认知。

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《经典与量子信息论》这本书,对我而言,不仅仅是一本学术著作,更是一场思想的盛宴。我一直对信息在物理世界中的角色抱有浓厚的兴趣,而这本书,则将这种兴趣推向了前所未有的高度。作者以经典信息论的严谨为起点,逐步将我们引入了量子力学所描绘的那个充满奇妙反直觉的世界。我通常喜欢那些能够将复杂的数学推导与深刻的物理洞察相结合的书籍,而这本书在这方面做得非常出色。书中对信息熵的讨论,从经典到量子,展现了信息如何与系统的状态和不确定性紧密相连。我特别被书中关于量子纠缠的阐述所吸引,它被描述成一种超越时空界限的信息关联方式,能够实现“瞬时”的信息传递,尽管这种传递并非真正意义上的超光速通信,但它所蕴含的深刻信息意义,足以令人震撼。我还可以想象,未来基于量子纠缠的量子通信网络,将彻底改变我们对网络安全和信息传输效率的认知。书中关于量子计算的初步介绍,也让我对未来计算机的能力充满了期待。这本书不仅满足了我对科学知识的渴求,更重要的是,它激发了我对信息本质以及宇宙运行规律的深刻思考。它让我意识到,我们对世界的认知,正随着科学的进步不断拓展,而量子信息论,无疑是其中最令人兴奋的前沿之一。

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拿到《经典与量子信息论》这本书,我感到非常兴奋,因为我对这个跨学科领域一直充满好奇。我一直认为,理解信息在宇宙中的角色,是理解我们自身存在和世界运作的关键。这本书从经典信息论的根基开始,带领我们一步步走向了量子信息更为广阔和神秘的领域。我特别欣赏书中对于“信息”这一概念的解构和重塑。在经典信息论中,信息是被看作是一种可量化、可传输的实体,而量子信息论则挑战了这一观点,认为信息与物质和能量紧密相连,并且可以以一种我们从未想象过的方式存在和传播。书中对量子态的描述,特别是叠加态和纠相态,为我打开了全新的思维模式。它让我意识到,我们习以为常的二元逻辑,在微观世界中可能并不适用。我尤其喜欢书中关于量子隐形传态的章节,它不仅仅是关于如何“传输”一个量子态,更是关于如何在不直接传输粒子本身的情况下,实现信息的传递。这种“无中生有”的奇妙过程,深深吸引了我,也让我对信息的本质产生了更深的思考。我还能感受到,这本书不仅仅是一本理论书籍,它更像是一扇门,通往一个充满未知与可能的全新世界。我期待着能够通过这本书,深入理解量子信息是如何改变我们对计算、通信乃至整个物理世界的认知的,相信它会带给我前所未有的启发。

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当我翻开《经典与量子信息论》这本书时,我仿佛置身于一个全新的知识宇宙,周围环绕着经典物理学的严谨逻辑与量子力学的奇妙悖论。我一直对信息学在构建我们对世界的理解中所扮演的角色感到好奇,而这本书,则将这一好奇心引向了更加深邃和令人兴奋的领域。书中对香农信息论的经典回顾,为我提供了坚实的理论基础,让我温习了信息量、信道容量等核心概念。但我最感兴趣的是,作者是如何将这些经典的概念巧妙地移植到量子世界,从而创造出全新的理解框架。书中对量子比特(qubit)的描述,以及它能够同时处于多种状态的叠加态,这完全颠覆了我对信息载体的一贯认知。我经常思考,信息究竟是如何被编码、存储和传输的,而量子信息论则提供了一种全新的可能性——信息并非仅仅是离散的0和1,而是可以以一种更加丰富和连续的方式存在。我特别被书中关于量子纠缠的讨论所吸引,它不仅仅是一种物理现象,更是被赋予了信息论的意义,成为了一种超越经典界限的信息关联方式。我还能看到,书中关于量子密钥分发(QKD)的介绍,它如何利用量子力学的不可克隆原理来确保通信的安全,这简直就是为信息安全领域量身定做的解决方案。这本书让我看到了科学研究是如何不断突破边界,将看似风马牛不相及的领域联系起来,创造出令人惊叹的新知识。

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《经典与量子信息论》这本书,是我近期阅读过的最令人印象深刻的著作之一。我通常会寻找那些能够激发深度思考,并且提供全新视角来理解已知概念的书籍,而这本书无疑达到了我的预期,甚至超越了。作者从经典信息论的基础出发,逐步引入了量子力学中的核心概念,并将其与信息理论相结合,构建了一个令人着迷的知识体系。我一直对信息熵在描述系统不确定性方面的作用非常着迷,而这本书则将这一概念延伸到了量子系统,揭示了量子熵与量子态之间的深刻联系。书中对量子纠缠的详尽阐述,更是让我大开眼界。它不仅仅是物理学中的一个奇特现象,而是被提升到了信息论的层面,成为了一种能够实现超光速信息传递(但并非信息本身)的潜在机制。我特别喜欢书中关于量子隐形传态的讨论,它如何利用量子纠缠,在不直接传输粒子本身的情况下,实现量子信息的传递,这简直就是科幻小说中的情节,却被这本书以科学的严谨性呈现出来。我还可以想象,未来基于量子信息理论的通信方式,将彻底改变我们对安全通信的认知。这本书不仅满足了我对理论知识的渴求,更点燃了我对量子信息技术未来发展的无限遐想,让我对我们所处的时代以及即将到来的科技变革充满了期待。

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