Quantum Thermodynamic Processes pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Pan Stanford

作者:Guenter Mahler

出品人:

页数:486

译者:

出版时间:2014-12-24

价格:GBP 145.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789814463737

丛书系列:

图书标签:

quantum
information
量子热力学
开放量子系统
非平衡态统计
量子输运
量子相干性
量子纠缠
量子信息
热机
量子制冷
量子资源

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具体描述

《量子热力学过程》：解锁微观世界的能量转换奥秘在宏观世界中，热力学的定律支配着能量的流动与转化，从蒸汽机的轰鸣到发电厂的运转，无不体现着能量守恒与熵增的普遍规律。然而，当我们将目光投向原子、分子乃至更微小的量子世界时，传统的热力学框架便显得捉襟见肘。粒子不再是可预测的质点，而是叠加态与纠缠态的奇妙组合；能量的交换不再是连续平滑的，而是以量子化的形式离散发生。正是为了理解和驾驭这些在微观尺度上独有的能量转换机制，《量子热力学过程》应运而生，它将带领读者踏上一段探索全新物理疆域的旅程。本书并非一本简单的教科书，而是一部深入剖析量子世界中能量与信息相互作用的指南。它旨在揭示在量子效应显著的系统中，能量如何被提取、转移、储存和耗散，以及这些过程如何与量子信息处理紧密相关。作者们将传统热力学中的核心概念，如功、热、熵、温度等，巧妙地映射到量子领域，并在此基础上引入一系列新颖的理论工具与实验方法。内容概览：量子系统的热力学描述：书的开篇，作者首先回顾了经典热力学的基石，然后引入了描述量子系统的基本框架，包括量子态、量子算符以及量子动力学。我们将学习如何用量子力学的语言来定义和量化量子系统中的能量，以及如何理解在量子层面上的“温度”和“熵”。这里将深入探讨诸如量子比特、量子多体系统等基本量子单元如何展现出热力学性质。量子功与量子热：在经典热力学中，功的传递与热的传递是能量转移的两种基本方式。在量子世界，这些概念被赋予了更丰富的内涵。本书将详细阐述量子功的多种形式，例如通过对量子系统的操控（如改变磁场、电场等参数）来完成的功。同时，量子热的传递也将被深入分析，特别关注其与量子退相干、量子测量等过程的微妙联系。读者将接触到如量子信息热力学中的“反向热机”等令人着迷的概念，探索在量子层面是否能突破卡诺效率的限制。量子熵的演化与不确定性：熵是描述系统无序度或信息缺失程度的关键量。在量子热力学中，熵的概念尤为复杂且富有深意。本书将区分不同类型的量子熵，如冯·诺依曼熵（描述量子系统的混合程度）和纠缠熵（量化量子纠缠的强度），并探讨它们在量子过程中的演化规律。我们将看到，即使在微观系统中，熵增原理依然以某种形式存在，但其表现可能与宏观世界有所不同，并与量子信息的不可克隆性、量子测量中的信息损失等现象紧密关联。量子热机与量子制冷：借鉴宏观热力学的思想，本书将深入探讨量子热机和量子制冷机的设计与工作原理。我们将了解如何利用量子相干性、量子叠加等特性来构建比经典热机效率更高的量子热机。同时，量子制冷机在实现极低温环境、冷却量子器件等方面展现出的独特优势也将被详细介绍。这部分内容将触及利用量子效应实现能量的精确控制与利用的前沿研究。量子相变与量子临界现象：当系统参数达到某个临界值时，物质的状态会发生突变，这被称为相变。在量子系统中，相变可以在绝对零度附近发生，其驱动力是量子涨落而非热涨落，这便是量子相变。本书将探讨量子相变的热力学表现，以及在量子临界点附近涌现出的奇特物理现象，如量子临界动力学、普适性等。这将帮助读者理解量子材料的奇妙性质与其内在的热力学关联。量子热力学与量子信息处理：本书的一个核心主题是量子热力学与量子信息处理之间密不可分的联系。我们将看到，量子信息理论中的许多概念，如量子比特的纠缠、量子门的不可逆性等，都与热力学过程有着深刻的关联。反过来，热力学定律也为理解量子计算的极限、量子通信的效率等提供了新的视角。例如，将量子态“擦除”所释放的能量，与Landauer原理的量子版本，将是探讨内容之一。前沿应用与未来展望：《量子热力学过程》的最后部分将聚焦于该领域的前沿应用，包括量子计算的能量效率、量子传感的极限、生物系统中的量子生物学现象，以及如何利用量子热力学原理设计新型能量转换器件等。读者将了解到，理解量子热力学不仅有助于基础科学的深入发展，也为颠覆性技术的诞生提供了可能。本书特色：严谨的理论基础：本书建立在扎实的量子力学和统计力学基础之上，为读者提供了理解量子热力学过程所需的完整理论框架。清晰的逻辑结构：作者精心设计了循序渐进的章节安排，从基础概念到复杂应用，层层递进，确保读者能够逐步掌握核心思想。丰富的案例分析：书中穿插了大量实际的量子系统模型和实验案例，帮助读者将抽象的理论与具体的物理现象联系起来，加深理解。面向未来：本书不仅回顾了已有的研究成果，更着眼于该领域的未来发展趋势，激发读者的研究兴趣和创新思维。《量子热力学过程》是为物理学、化学、工程学以及计算机科学等领域的研究者、高年级本科生和研究生量身打造的读物。无论您是希望深入了解微观世界能量运作机制的理论物理学家，还是致力于开发下一代量子技术的工程师，亦或是对量子信息处理充满好奇的科研工作者，本书都将为您提供宝贵的知识财富和研究灵感。通过阅读本书，您将不仅仅是学习一套理论，更是开启一扇通往全新物理视野的大门。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我必须称赞作者在保持学术前沿性的同时，所展现出的对历史脉络的清晰梳理。书中对早期量子信息理论的先驱工作的回顾，不仅是对历史的尊重，更是为了让读者理解当前研究是如何一步步发展到今日的复杂境地的。这种“回溯过去，展望未来”的叙事策略，让整本书的阅读体验充满了厚重感和历史纵深感。我特别欣赏作者对实验验证的关注，他没有仅仅停留在理论的象牙塔中，而是将理论预测与最新的实验结果紧密联系起来，这极大地增强了理论的可信度和现实意义。读完后，我对于如何设计一个能有效利用量子效应进行信息处理或能量转换的装置，有了一个全新的、更为系统的理解框架。这本书是理论与实践之间一座坚实的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图设计真是令人赞叹，它为如此深奥的物理主题增添了一抹亮丽的色彩。我发现那些精美的示意图，特别是那些描绘量子相变和信息流动的图表，极大地帮助我消化了那些拗口的数学推导。作者在内容组织上展现出极高的匠心，章节间的过渡自然流畅，如同精心编排的乐章，每一个部分都在恰当的时机将读者推向新的认知高峰。我特别喜欢作者在讨论开放量子系统时所采用的跨学科视角，这使得原本看似孤立的物理分支之间产生了奇妙的共振。整本书读下来，给我留下的是一种结构清晰、逻辑严密的整体印象，它成功地将前沿研究的活力与经典物理学的稳健完美地融合在一起，提供了一个既权威又充满启发性的阅读体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格出乎意料地具有一种冷静而富有洞察力的哲学思辨色彩。作者在探讨量子热力学极限和测量问题的过程中，不经意间触及了关于“什么是功”、“什么是热”在微观尺度下的本质定义，这使得阅读体验上升到了形而上的层面。我仿佛在阅读一本关于世界运行基本法则的深刻论述，而不仅仅是一本物理教科书。作者的表达极具穿透力，他能用极其简洁的语句概括出那些耗费物理学家数十年精力才建立起来的复杂概念。这种精炼和深刻的结合，让这本书不仅仅是知识的传递者，更像是一面反思我们对能量和信息本质认知的棱镜。它挑战了读者的固有思维模式，促使我们以更具量子化的视角去审视宏观世界的运行规律。

评分☆☆☆☆☆

这本关于量子热力学过程的书简直是一场思维的冒险！作者的叙述方式极其引人入胜，他仿佛是一位经验丰富的向导，带领我们穿梭于微观世界的奇妙迷宫。书中对基本原理的阐述既深刻又直观，特别是对熵的量子涨落和信息论在能量转换中的作用的探讨，让我耳目一新。我尤其欣赏作者在解释复杂概念时所采用的类比和生动的比喻，它们有效地架起了抽象理论与直观理解之间的桥梁。阅读过程中，我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在参与一场思想的对话。作者的逻辑严谨，论证层层递进，即便是初次接触这个领域的读者，也能感受到那种由浅入深、豁然开朗的阅读体验。对于那些渴望深入理解量子系统如何处理能量和信息的专业人士来说，这本书无疑是一份不可多得的宝藏，它不仅提供了前沿的理论框架，更激发了对未来技术可能性的无限遐想。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的内容密度非常高，对于没有扎实背景的读者来说，可能需要反复咀嚼才能完全领悟其精髓。然而，正是这种挑战性，使得每一次“顿悟”都显得尤为珍贵。作者对于理论推导的严谨性令人肃然起敬，他毫不含糊地展现了量子力学与统计力学交汇处的复杂性和美感。我感觉作者在不牺牲严谨性的前提下，极力试图为读者扫清阅读障碍，例如在关键的公式推导后总会附带一段精炼的文字总结其物理意义。这本书更像是一本需要“慢读”的典籍，它要求读者停下来，思考每一个假设和每一个结论背后的深层含义，而不是囫囵吞枣地追求速度。对于希望在这一领域打下坚实理论基础的学者而言，这本书无疑是提供了最好的“训练场”。

评分☆☆☆☆☆

每章开头那拉丁美洲魔幻主义风(后来查了一下画家，应该说是象征主义)的插图，还有量子意识这种计算机串烧物理的终极讨论，都不禁让我说：你怎么穿着品如的衣服

评分☆☆☆☆☆