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出版者:Charles River Media

作者:Crooks, Clayton E.

出品人:

页数:334

译者:

出版时间:

价格:49.95

装帧:Pap

isbn号码:9781584503248

丛书系列:

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《量子计算原理与前沿应用》 本书导言： 在信息时代的浪潮中，我们正站在一个计算范式变革的门槛上。经典计算机的物理极限，如摩尔定律的放缓，正促使我们深入探索更深层次的物理学原理，以期实现指数级的计算能力飞跃。量子计算，这一植根于量子力学基本原理的革命性技术，正是我们通往这一未来的钥匙。本书旨在为读者构建一个全面、深入且富有洞察力的量子计算知识体系，涵盖其理论基石、核心算法、硬件实现挑战以及新兴的应用领域。 第一部分：量子力学的基石 本部分将为读者奠定理解量子计算所必需的数学和物理基础。我们不会停留于表面概念，而是深入探讨支撑量子信息科学的深层原理。 第一章：量子力学基础回顾 本章从狄拉克符号（Bra-Ket Notation）的系统性介绍开始，这是量子信息处理的语言核心。我们将详细阐述复数向量空间、线性算符、以及希尔伯特空间的概念，并将其应用于描述量子态。随后，重点讨论量子叠加原理和不可克隆定理，解释为什么量子比特（Qubit）具备超越经典比特的潜力。本章还将细致讲解量子测量的概率解释，以及波函数塌缩的物理意义，这是理解量子算法如何产生非经典结果的关键。 第二章：量子信息单元与操作 我们将从一比特系统扩展到多比特系统。系统介绍量子比特的数学表示，包括布洛赫球（Bloch Sphere）的可视化描述。随后，深入解析单比特门（如Pauli $X, Y, Z$ 门、Hadamard 门 $H$）和多比特门（如 $CNOT, CZ$ 门，及其在构建纠缠中所扮演的角色）。我们将重点分析酉矩阵在量子操作中的必然性，并探讨通用量子门集的完备性，论证仅需有限集合的门操作即可实现任意幺正变换。最后，本章将详细介绍纠缠态（Entanglement）的概念，特别是贝尔态（Bell States）的构造和应用，阐明纠缠作为量子计算资源的核心地位。 第二部分：核心量子算法与复杂性 理论基础奠定后，本部分将聚焦于那些展现出量子优越性的关键算法，并探讨量子计算的理论复杂性边界。 第三章：量子并行性与Shor算法 本章详细剖析量子傅里叶变换（QFT）的推导过程和计算效率。QFT是许多高效量子算法的加速引擎。在此基础上，我们将完整、分步地解析Shor算法的结构，包括如何利用QFT进行周期寻找（Period-Finding）。我们将详尽讨论Shor算法在因子分解问题上的指数加速是如何实现的，并深入探讨其对现有公钥加密体系（如RSA）的潜在颠覆性影响，同时分析目前实现Shor算法所需的量子比特规模和容错要求。 第四章：搜索与模拟：Grover算法与量子模拟 本章首先介绍Grover搜索算法，它在非结构化数据库搜索中提供了平方级的加速。我们将详细分析其迭代操作（Grover迭代器）的几何意义，理解其如何通过系统性地放大目标态的概率振幅来实现高效搜索。随后，我们将转向量子模拟领域。重点讨论如何使用量子计算机模拟复杂的量子多体系统，例如分子结构计算和材料科学中的哈密顿量模拟。我们将介绍Trotter-Suzuki分解等技术，以及如何利用量子线路映射物理过程。 第五章：量子复杂性理论 本章将把量子计算置于计算复杂性的宏大框架内。我们讨论BQP（有界误差量子多项式时间）复杂性类，并将其与经典复杂性类P、NP进行比较。我们将分析量子不可并行化定理（No-Go Theorems）的重要性，并探讨量子计算在解决NP-Complete问题上的局限性（即目前尚未发现量子算法能实现对NP问题的多项式时间解法）。此外，还将简要介绍量子信息中的其他重要概念，如量子通信复杂性。 第三部分：硬件实现与工程挑战 量子计算的真正实现依赖于物理系统对量子态的精确操控和保护。本部分将审视当前主要的量子硬件平台及其面临的严峻工程难题。 第六章：超导量子比特技术 本章聚焦于当前最主流的实现路径之一：基于超导电路的量子计算。我们将深入探讨Transmon、Flux Qubit等不同类型的超导量子比特的设计原理、能级结构和非线性特性。重点分析微波脉冲控制的细节，包括如何通过拉比振荡实现高保真度的单比特和双比特门操作。同时，我们将详尽讨论退相干（Decoherence）问题的物理根源（如电荷噪声、磁通噪声），以及如何通过改进电路设计和低温环境来延长相干时间。 第七章：离子阱与拓扑量子计算 本章介绍另一种高精度的实现路线——囚禁离子量子计算。我们将解析激光冷却、离子囚禁（通过Paul阱或Penning阱）、以及激光驱动的量子门操作原理。离子阱的优势在于其出色的门保真度，本章将探讨如何利用离子的集体振动模式（“声子”）来实现远距离的量子纠缠。随后，将对拓扑量子计算进行前瞻性介绍，重点阐述Majorana费米子在抵抗局部噪声方面的理论优势，尽管其实验实现仍处于早期探索阶段。 第八章：量子容错与错误修正 量子态的脆弱性是其工程化的最大障碍。本章系统性地讲解量子错误修正码（QECC）。我们将详细介绍表面码（Surface Code）的结构、校验子（Syndrome Measurement）的测量机制以及如何利用这些测量信息来定位和修正错误。我们将阐述阈值定理（Threshold Theorem）的意义，即只要物理错误率低于某个临界值，我们就可以通过增加编码比特来任意提高逻辑量子比特的可靠性。本章还将讨论当前实际系统中面临的解码延迟和资源消耗问题。 第四部分：新兴应用与未来展望 量子计算的潜力远超理论上的因子分解。本部分探讨其在实际工业和科学研究中的落地方向。 第九章：量子机器学习（QML） 本章探讨如何将量子计算范式应用于机器学习任务中。我们将分析量子特征映射（Quantum Feature Maps）如何可能在核函数空间中实现比经典方法更丰富的区分能力。重点介绍量子支持向量机（QSVM）、量子神经网络（QNN）的结构，并讨论变分量子本征求解器（VQE）在参数优化中的应用。本章将批判性地评估当前“量子优势”在小规模量子硬件上的可行性。 第十章：化学、金融与优化问题 本章聚焦于量子计算在解决特定优化和模拟问题上的应用。在量子化学方面，我们将深入分析VQE和量子相估计算法（QPE）在精确计算分子基态能量中的作用，以及这对催化剂设计和新材料发现的意义。在金融领域，我们将探讨利用量子算法加速蒙特卡洛模拟（Quantum Amplitude Estimation）以提高风险评估的效率，以及解决投资组合优化等二次约束二元优化问题（QUBO）。 结语：迈向NISQ时代之后 本书最后将总结当前“含噪声中等规模量子”（NISQ）时代的现状和局限性，并展望全功能、容错量子计算机的远景。我们将讨论从理论到实际应用所需的跨学科人才培养路径，以及全球范围内在标准制定、软件生态和量子互联方面的最新进展。本书旨在激励读者不仅要理解量子计算的“是什么”，更要思考“如何实现”和“将用于何处”。

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我是一名独立游戏开发者，过去曾尝试过PC平台的游戏开发，但近期对移动游戏市场产生了浓厚的兴趣。 《Mobile Device Game Development》这个书名让我觉得它可能正好契合了我目前的需求。《Mobile Device Game Development》这本书，我希望它能在我已经掌握的开发经验基础上，提供一些更具深度和针对性的内容。我特别关注的是移动平台特有的挑战和解决方案，例如，如何在有限的移动设备内存下高效地加载和管理游戏资源？对于功耗优化，书中是否会提供一些实用的技巧，比如如何减少不必要的CPU/GPU计算，如何合理使用后台任务？我非常期待它能深入探讨不同移动操作系统的差异化特性，以及如何在两者之间进行有效的兼容性处理，或者提供一些针对性的优化策略。另外，作为一名独立开发者，我非常关心如何将我的游戏发布到各大应用商店，包括打包、签名、以及商店审核的要求等等。如果书中能包含一些关于游戏变现模式（如内购、广告）的讨论，或者一些如何进行用户获取和留存的策略，那将是极大的加分项。我需要的是一本能够帮助我快速适应移动开发环境，并最大化我的开发效率和游戏商业价值的书籍。

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最近我迷上了玩各种手机游戏，看着那些精致的画面和流畅的操作，我越来越好奇它们是如何制作出来的。《Mobile Device Game Development》这个书名，感觉就像是为我这样的“玩家”量身定做的。我希望这本书能够以一种非常易懂、有趣的方式，揭开移动游戏开发的神秘面纱。我不需要太深入的技术细节，更希望它能让我了解整个开发流程是怎样的。比如，从一个想法到一个可玩的游戏，需要经历哪些步骤？大概需要用到哪些工具？书中是否会介绍一些比较流行的、容易上手的开发引擎，并且能够用一些简单的例子来演示，让我能够亲手尝试制作一些简单的小动画，或者一个可以点击交互的场景。我希望能了解一些关于游戏美术风格和音效设计的基本概念，比如如何选择合适的颜色搭配，如何制作一些简单的音效，让游戏看起来更生动有趣。我更希望这本书能给我一些启发，让我知道即使是像我这样没有编程基础的人，也能通过学习来尝试制作自己的游戏。它应该是一本能够激发我创造力，并且让我觉得游戏开发并非遥不可及的读物。

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我一直对游戏的底层逻辑和架构有着浓厚的兴趣，尤其是在移动平台上。那些在小小的屏幕上流畅运行、又拥有复杂交互和精美画面的游戏，背后一定有着精妙的设计和高效的实现。 《Mobile Device Game Development》这本书，光听名字就感觉它能带我深入到开发的“骨子里”。我希望它不仅仅是停留在表面的工具介绍，而是能真正剖析移动游戏开发的原理。比如，在性能优化方面，如何才能让游戏在各种配置的手机上都能有不错的表现？内存管理、渲染管线、CPU/GPU的有效利用，这些是我非常想深入了解的。另外，跨平台开发也是一个热门话题，这本书会不会涉及到如何用一套代码生成iOS和Android两个版本的游戏？或者，有没有一些针对不同平台特性的优化策略？我更希望它能讲解一些算法和数据结构在游戏开发中的实际应用，比如路径寻找、碰撞检测、AI决策等方面，这些都是构建一个完整游戏不可或缺的部分。我期待的是一本能够让我真正理解“为什么”这样做的书，而不是简单地告诉你“怎么做”。这样，即使未来遇到新的技术或新的平台，我也能举一反三，灵活应对。它应该是一本能够提升我技术深度，让我从一个“会用工具”的人，变成一个“懂原理、善优化”的开发者。

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这本书的封面设计简直太吸引人了！那种流光溢彩的3D渲染风格，瞬间就抓住了我这个游戏爱好者眼球。一看书名《Mobile Device Game Development》，我就知道这绝对是我的菜。最近我一直在琢磨着是不是也能自己动手开发一款小游戏，在手机上玩玩，又或者看看能否在业余时间做出点什么来。毕竟现在手游市场这么火爆，自己能参与其中，哪怕只是一个小小的想法，也挺让人兴奋的。而且，我一直觉得移动设备上的游戏开发，跟PC或者主机游戏在很多方面都存在差异，比如触屏操作、功耗限制、不同设备适配等等，这些都是我非常感兴趣，也是迫切想要了解的。这本书的标题精准地击中了我的需求点，我希望它能从最基础的概念讲起，让我这个完全的新手也能看得懂，并且能一步步地引导我进入这个充满魅力的领域。我尤其期待它能讲解一下目前市面上主流的移动游戏开发引擎，比如Unity或者Unreal Engine，并且能有实际的项目案例，让我能够边学边做，亲身体验游戏开发的乐趣。当然，如果能涉及到一些UI/UX设计的技巧，或者一些能够提升游戏趣味性的核心玩法设计理念，那就更完美了。总而言之，这本书给我一种“我需要它”的感觉，它就像一座桥梁，将我的兴趣和实现它之间的距离大大缩短。

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作为一个有一定编程基础，但对游戏开发领域还相对陌生的爱好者，我被《Mobile Device Game Development》这个名字深深吸引。我一直想尝试将我现有的编程技能应用到游戏开发上，但总觉得无从下手，尤其是在移动设备这个独特的平台上。我希望这本书能够为我提供一个清晰的入门路径，从最基本的概念入手，比如游戏循环、输入处理、渲染基础等等。我尤其看重它能否讲解如何有效地利用移动设备的特性，例如触摸屏的手势识别，陀螺仪、加速计等传感器如何应用到游戏玩法中，甚至是如何考虑用户在不同情境下（比如单手操作）的体验。此外，我也非常关心游戏的美术资源如何高效地集成和管理，以及如何处理音频资源，如何构建一个用户界面，并让它在各种屏幕尺寸上都能良好适配。我希望这本书能提供一些实际的代码示例，让我能够跟着一步步地实践，最终能够独立完成一个简单的小游戏。如果书中能包含一些关于游戏设计的通用原则，比如关卡设计、进度设置、奖励机制等，那就更好了，因为我明白技术只是基础，有趣的玩法才是游戏的灵魂。这本书应该是一个完美的起点，它能让我跨出游戏开发的第一步，并建立起坚实的基础。

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