Introduction to Molecular Biotechnology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Wink, Michael (EDT)/ FitzRoy, Renate (TRN)/ Jandciu, Eric (TRN)/ Jones, Alan (TRN)/ Kasties, Nils (T

出品人:

页数:768

译者:

出版时间:

价格:1003.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9783527314126

丛书系列:

图书标签:

• 分子生物技术
• 生物技术
• 分子生物学
• 生物科学
• 遗传学
• 基因工程
• 生物化学
• 生物医药
• 生命科学
• 实验技术

好的，以下是为一本名为《Quantum Computing Fundamentals》的图书撰写的详细简介，该书内容与《Introduction to Molecular Biotechnology》无关： --- 《Quantum Computing Fundamentals》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且易于理解的量子计算领域基础知识框架。在信息技术飞速发展的今天，经典计算的局限性日益凸显，而量子计算作为下一代计算范式的潜力正逐渐被全球科研界和工业界所认识。本书正是为了填补这一知识鸿沟而创作，它不仅涵盖了必要的理论基石，更着眼于实际应用和未来发展方向。 第一部分：量子力学基础与计算模型 本书伊始，我们首先会回顾并深入探讨支撑量子计算的物理学原理。这部分内容并非旨在培养物理学专家，而是确保读者对量子叠加态、量子纠缠以及波函数坍缩等核心概念有清晰的认识。我们将从薛定谔方程的简单形式入手，逐步过渡到量子信息论的语言，介绍量子比特（Qubit）的概念，这与经典比特的本质区别是理解量子计算的起点。 线性代数与量子态描述： 我们将详细阐述如何使用线性代数来精确描述量子系统的状态，包括狄拉克符号（Bra-ket Notation）的运用。读者将学习如何用向量和矩阵来表示单量子比特和多量子比特系统，并理解张量积在构建复杂量子系统时的重要性。 量子门操作与电路： 介绍量子计算的核心操作单元——量子门。本书系统地讲解了单比特门（如泡利门 X, Y, Z，哈达玛门 H）和多比特门（如 CNOT, Toffoli 门）的功能和性质。我们将重点分析这些门在可逆计算和通用量子计算模型中的作用，并构建基本的量子逻辑电路。对于如何实现这些逻辑操作的物理模型（如超导电路、离子阱等），本书也会进行概述性的介绍，帮助读者建立理论与硬件之间的联系。 第二部分：量子算法的精髓与实现 在奠定理论基础之后，本书将聚焦于最具影响力的量子算法。这部分是本书的重点，旨在展示量子并行性如何带来超越经典算法的计算优势。 核心算法剖析： 我们将详细分解并推导两个里程碑式的量子算法： 1. Deutsch-Jozsa 算法： 作为第一个展示量子加速的算法，它清晰地揭示了量子并行性的威力。我们将分析其与经典算法在查询次数上的效率差异。 2. Grover 搜索算法： 针对无序数据库搜索问题，Grover 算法提供了平方级的加速。本书将详细介绍振幅放大（Amplitude Amplification）技术，这是理解该算法的关键步骤，并探讨其实际应用场景，例如优化问题和机器学习中的数据筛选。 3. Shor 因子分解算法： 尽管实现难度巨大，但 Shor 算法对现代密码学构成了根本性威胁。我们将重点讲解其核心组件——量子傅里叶变换（QFT）及其在周期查找问题中的应用，解释为何它能高效地分解大数。 量子模拟与优化： 除了上述经典算法，本书还会探讨量子计算在物理系统模拟和优化问题中的应用。我们将介绍变分量子本征求解器（VQE）和量子近似优化算法（QAOA）等混合量子-经典算法的框架，这些是当前噪声中等规模量子（NISQ）设备上的主要应用方向。 第三部分：误差、噪声与未来展望 量子计算的实际应用受制于硬件噪声。本书的第三部分将引导读者理解这些挑战并展望未来的发展方向。 量子纠错理论： 介绍构建容错量子计算机的必要性。我们将阐述经典纠错码（如汉明码）的局限性，并引入量子纠错码的基本概念，例如表面码（Surface Code）和 Shor 码，解释它们如何通过编码来保护脆弱的量子信息免受退相干和操作错误的影响。 NISQ 时代与硬件挑战： 深入讨论当前量子硬件的现状，包括不同技术路线（如超导、离子阱、光量子）的优缺点及其对算法选择的制约。分析退相干时间、门保真度等关键性能指标的意义。 展望： 最后，本书将探讨量子计算在材料科学、药物发现、金融建模以及人工智能等领域的前景。我们不仅关注技术突破，也讨论标准化、编程语言（如 Qiskit, Cirq）的发展趋势，帮助读者做好准备，迎接即将到来的量子时代。 本书特点： 理论与实践结合： 每一章的理论介绍后都附带有详细的数学推导和概念解释。 面向入门者友好： 尽管主题复杂，但通过清晰的结构和逐步递进的讲解，确保非物理学背景的计算机科学、工程学背景的读者也能有效掌握。 注重算法直觉培养： 强调理解算法背后的“量子优势”所在，而非仅仅记忆公式。 《Quantum Computing Fundamentals》是希望深入了解下一代计算技术的学生、研究人员和工程师的理想参考书。

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