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出版者:Elsevier Science Health Science div

作者:Robert D. Halpert

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2006-4

价格:811.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780323032216

丛书系列:

图书标签:

• 胃肠成像
• 消化系统
• 医学影像
• 腹部影像
• 内镜
• CT
• MRI
• 超声
• 放射学
• 疾病诊断

好的，这是一本关于量子物理学前沿进展与应用的图书简介，内容力求详尽深入，旨在为读者构建一个清晰、立体的现代物理学图景。 --- 量子纠缠的深层维度：从基础理论到前沿技术应用 图书概述 本书《量子纠缠的深层维度：从基础理论到前沿技术应用》 是一部全面而深入探讨量子信息科学核心——量子纠缠现象的权威专著。它不仅系统梳理了自贝尔不等式提出以来，理论物理学家和实验物理学家在理解和操控量子纠缠方面所取得的里程碑式进展，更将目光投向了这些基础发现如何驱动下一代信息技术革命的前沿应用。 本书的独特之处在于其跨越了理论物理、数学物理、计算机科学以及工程学的边界，为读者提供了一个多视角的、高度集成化的知识体系。我们摒弃了对常见经典物理现象的重复论述，专注于非定域性、多体纠缠结构、拓扑量子态以及量子计算复杂性理论等当前研究热点。 目标读者群 本书面向对高阶物理学和新兴信息技术有浓厚兴趣的读者，特别推荐给： 1. 高年级本科生及研究生： 学习量子力学、量子场论或信息科学的在校学生，寻求深入理解现代量子信息理论的必备参考书。 2. 科研人员与工程师： 从事量子计算、量子通信、量子计量学或凝聚态物理研究的专业人士，需要跟踪最新的理论进展和实验实现技术。 3. 跨学科研究者： 希望将前沿量子概念应用于密码学、人工智能或材料科学领域的学者。 核心章节深度解析 全书共分为五大部分，逻辑层层递进，从概念的精确定义逐步推向复杂的工程实现。 第一部分：纠缠的数学基石与信息论框架 (Foundations and Information Theory) 本部分着重于为后续的复杂讨论奠定坚实的数学和概念基础，避免了对传统薛定谔方程求解的简单重复。 1. 量子态空间的代数结构： 深入分析张量积空间（Tensor Product Spaces）的性质，精确定义可分离态（Separable States）与纠缠态（Entangled States）。重点讨论了冯·诺依曼熵（Von Neumann Entropy）作为纠缠度量的严格定义及其局限性。 2. 纠缠的量化指标： 详细阐述了多种纠缠度量标准，包括纠缠见证（Entanglement Witnesses）、纠缠熵（Entanglement Entropy，特别是边界熵 Boundary Entropy 在凝聚态中的应用）、保真度（Fidelity）以及纠缠成本（Entanglement Cost）。 3. 贝尔不等式的现代视角： 不仅仅重述CHSH不等式，而是探讨了其在更高维希尔伯特空间中的推广（如Mermin不等式），以及利用非交换几何（Non-Commutative Geometry）框架对定域隐变量理论的本质性限制的证明。 4. 多体纠缠的复杂性： 引入GHZ态、W态等基本多体纠缠态的构造与特性。重点分析了“多方纠缠”（Multipartite Entanglement）与“不可分离纠缠”（Inseparable Entanglement）的区分，并探讨了生成更高维、更多体纠缠态的理论障碍。 第二部分：拓扑量子态与凝聚态中的纠缠 (Topological States and Condensed Matter) 本部分将视角转向物质的宏观量子特性，探讨纠缠如何在凝聚态系统中表现出鲁棒性（Robustness）。 1. 拓扑序与长程纠缠： 引入理论物理学家张量网络（Tensor Networks）的概念，如MERA（Multi-scale Entanglement Renormalization Ansatz），作为描述具有分形结构的量子态的有效工具。详细解释了拓扑量子场论（TQFT）如何预测系统中存在非局域的、受拓扑保护的纠缠。 2. 分数霍尔效应与任意子（Anyons）： 深入研究了二维电子气在强磁场下产生的分数霍尔效应，以及其中携带分数电荷的准粒子。重点讨论了非阿贝尔任意子（Non-Abelian Anyons）的特性，这些粒子在交换路径时引起的波函数相位变化，是构建拓扑量子比特的关键。 3. 量子自旋液体（Quantum Spin Liquids）： 分析了如何通过测量特定的关联函数来识别和表征长程量子纠缠在磁性材料中的存在，这些材料被认为是实现容错量子计算的潜在物理平台。 第三部分：量子信息处理的理论极限 (Theoretical Limits of Quantum Information Processing) 本部分聚焦于量子计算的理论基石，特别是纠缠在加速计算和保证信息安全中的作用。 1. 量子电路模型与通用性： 阐述了量子门集（Gate Sets）的完备性证明，强调了单比特旋转门（Single-qubit Rotations）与双比特纠缠门（如CNOT或iSWAP）组合如何达到量子计算的通用性。 2. 纠错码的结构： 详细分析了表面码（Surface Codes）和Steane码等重要的容错量子纠错码（FTQC）的结构。重点解析了这些代码如何利用稳定子（Stabilizer） 测量来检测并修复局域错误，同时保持核心计算信息的非破坏性。对表面码中提取的“阈值定理”（Threshold Theorem）的严格条件进行了讨论。 3. 对角化与量子优越性： 探讨了哈密顿量模拟（Hamiltonian Simulation）的理论复杂性，以及量子算法（如Shor、Grover）相对于经典算法在处理特定问题上的指数或平方级加速的理论依据——即对大规模纠缠态的有效操纵能力。 第四部分：纠缠的实验实现与挑战 (Experimental Realization and Challenges) 本部分将理论转化为实际，详细考察了当前主流物理系统在生成、维持和测量纠缠方面的技术细节和瓶颈。 1. 超导电路（Superconducting Circuits）： 分析了Transmon和Flux Qubit的设计，重点讨论了如何通过微波脉冲序列来精确控制哈密顿量，以生成高保真度的CZ门，并阐述了串扰（Crosstalk）和退相干时间（Coherence Time）对多比特纠缠扩展的主要限制。 2. 囚禁离子（Trapped Ions）： 考察了激光冷却和微波场对单个原子能级的精确控制。重点阐述了Mølmer-Sørensen门等协议如何利用离子的集体振动模式（声子）来高效地在远距离离子间建立受控的纠缠。 3. 光子与固态系统（Photonic and Solid-State Systems）： 对基于硅光子学（Silicon Photonics）的纠缠光子源（如自发参量下转换SPDC的优化）进行了分析。同时，深入研究了金刚石NV色心（NV Centers）在室温下实现固态量子存储和远距离光子纠缠分发方面的优势与工程难度。 第五部分：超越计算的纠缠应用 (Entanglement Beyond Computation) 本书的最后部分展示了量子纠缠在信息处理之外的广阔应用前景。 1. 量子密钥分发（QKD）的安全性分析： 探讨了BB84、E91等协议的安全性基础，特别是基于纠缠的E91协议如何通过测量贝尔不等式违反程度来提供“无条件安全”的保证，从而对抗未来的量子计算机攻击。 2. 高精度量子计量学（Quantum Metrology）： 解释了如何利用海森堡极限（Heisenberg Limit） 突破标准量子极限（SQL），通过制备压缩态（Squeezed States） 和GHZ态来提高传感器（如引力波探测器）的时间分辨率和灵敏度。 3. 量子热力学与开放系统： 考察了在开放量子系统中，纠缠如何作为一种资源来影响热力学过程，例如利用纠缠来加速能量传输或实现更高效的量子热机。 结语 本书旨在提供一个高密度、高信息量的学术视角，聚焦于那些定义了21世纪物理学前沿的、关于“非定域性”与“内在关联”的深刻问题。阅读本书，读者将不仅掌握量子纠缠的理论工具，更能洞察其如何成为驱动下一轮科技变革的核心驱动力。

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这本书的出现，简直就像为我打开了一扇通往消化道神秘世界的大门！作为一名临床医生，我每天都在和各种消化系统疾病打交道，而影像学又是诊断中最直观、最关键的手段之一。我一直希望能有一本能够系统梳理、深入浅出讲解胃肠道影像学的参考书，而《Gastrointestinal Imaging》恰恰满足了我的需求。它不仅仅是罗列各种影像学表现，更重要的是，它将解剖、生理和病理巧妙地融合在一起，让你在看到图像的同时，能够理解背后的机制。例如，书中对不同类型肠梗阻的影像学特征分析，不仅清晰描述了扩张的肠袢、液平，还结合了肠壁的增厚、血供变化等，让我能更深刻地理解梗阻的原因和程度。而且，书中还详细介绍了各种对比剂的使用方法和注意事项，这对于避免伪影、提高诊断准确性至关重要。我尤其喜欢书中对一些少见病的影像学特点的阐述，这大大拓宽了我的视野，让我在面对疑难病例时，多了一份底气。总而言之，这是一本值得反复研读、必备的临床参考书，它让我对胃肠道疾病的影像诊断有了更全面、更深刻的认识。

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我是一名热爱学习的医学影像技师，每天的工作就是操作设备、采集图像，然后交给放射科医生解读。虽然我不是直接的诊断者，但我深知图像质量对诊断的重要性。《Gastrointestinal Imaging》这本书，对我来说，更像是一本“操作手册”和“质量指南”。它详细介绍了各种胃肠道影像检查技术的原理、操作要点和可能遇到的问题。比如，在做钡餐造影时，书中会强调钡剂的浓度、吞咽的技巧，以及如何调整患者体位来获得最佳的显影效果。对于CT和MRI，书中则会讲解不同的扫描序列、造影剂的注射方案，以及如何减少运动伪影和金属伪影。这些细节对于保证我们采集到高质量的图像至关重要。此外，书中还附带了大量的典型病例图像，让我能够提前熟悉各种正常的和病变的表现，从而在实际操作中更有针对性。这本书的图文并茂，讲解清晰，对于我这样的技师来说，无疑是一份宝贵的财富，它帮助我提升了专业技能，也让我对放射诊断有了更深的理解和尊重。

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作为一名医学院的学生，我最近正在学习消化系统疾病的诊断。接触到《Gastrointestinal Imaging》这本书，让我觉得之前学习的那些枯燥的解剖和生理知识，一下子有了生动的画面感。书中将复杂的影像学技术，比如CT、MRI、超声等，以一种非常易于理解的方式呈现出来。我特别喜欢书中对于正常解剖结构的详细描述，配以清晰的图像，让我能够轻松地在脑海中构建起胃肠道的立体模型。更重要的是，书中对各种常见疾病的影像学诊断，例如溃疡、息肉、炎症性肠病、肿瘤等等，都做了非常系统和深入的讲解。它不仅仅是列出影像学的表现，还结合了疾病的发生发展过程，让我能够理解为什么会出现这些影像学特征。书中还介绍了一些高级的影像学技术，比如PET-CT在胃肠道肿瘤诊断中的应用，让我对未来的医学影像技术有了更广阔的认知。这本书对我来说，就像是一本“导游图”，指引我在浩瀚的消化道影像世界里，找到前进的方向。

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我是一名消化科的住院医师，每天的临床工作都离不开影像学报告的指导。《Gastrointestinal Imaging》这本书，对我来说，就像是一位经验丰富的“老师傅”，教会我如何“读懂”那些复杂的影像。书中对各种检查方法的优缺点、适应症和禁忌症都做了清晰的阐述，让我能够更好地选择最适合患者的检查方式。例如，对于怀疑胆道结石的患者，书中会详细分析超声、CT和MRCP各自的优势和局限性。而且，书中对各种疾病的影像学特征的描述，非常细致入微，不仅仅是看到“一个肿块”，而是能够分析其大小、形态、密度/信号、增强模式、边缘光滑度等，这些细节对于做出准确的诊断至关重要。书中还强调了影像学检查的局限性，以及如何结合临床病史、实验室检查等进行综合判断，这让我明白影像学并非万能，而是需要与其他信息协同作用。这本书的实用性极强，它帮助我提升了阅读影像报告的能力，也让我对自己的临床决策更有信心。

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我在一名退休多年的老医生，虽然已经离开了临床一线，但对医学的探索之心从未熄灭。偶然翻阅到《Gastrointestinal Imaging》这本书，让我感到非常惊喜。这本书的深度和广度，远远超出了我年轻时所能接触到的资料。书中对于一些疑难杂症的影像学鉴别诊断，分析得鞭辟入里，让我受益匪浅。特别是对于一些早期的、细微的病变，书中是如何通过精细的影像学分析来捕捉的，这让我深感现代医学影像技术的进步。书中也探讨了影像学在介入治疗和手术规划中的作用，这让我看到了影像学在临床实践中的全方位价值。虽然我不再亲手操作，但通过阅读这本书，我仿佛又回到了那个充满挑战和乐趣的临床岁月，能够以一种全新的视角，重新审视消化道疾病的诊断和治疗。这本书不仅是一本技术书籍，更是一部医学探索的心得体会，它让我感受到医学的博大精深，也让我对年轻一代的医学工作者充满期待。

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