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出版者:

作者:晏蓉 编

出品人:

页数:168

译者:

出版时间:2004-7

价格:14.40元

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isbn号码:9787113038335

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• 光纤通信
• 光纤
• 通信原理
• 光通信
• 物理层
• 信息传输
• 网络工程
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• 光电子技术
• 现代通信

《量子信息技术导论》图书简介 第一部分：绪论与基础 本书旨在为读者提供一个全面、深入且易于理解的量子信息技术领域导论。我们期望读者在阅读完本书后，不仅能够掌握量子信息的基本概念和理论框架，还能对当前该领域的前沿研究方向和潜在应用前景有清晰的认识。量子信息科学是物理学、数学、计算机科学和工程学交叉融合的前沿学科，它依托量子力学的基本原理，探索信息存储、处理和传输的新范式，其颠覆性潜力已引起全球科学界和工业界的广泛关注。 第一章：经典信息论回顾与量子化基础 本章首先回顾经典信息论的基石，包括香农的信息熵、信道容量等核心概念，为后续引入量子信息的概率性和不确定性打下基础。随后，我们将深入探讨量子力学的核心公设，重点关注态叠加原理、波函数坍缩以及微观粒子的量子特性，如自旋和偏振。我们将详细介绍狄拉克符号（Bra-ket notation）作为描述量子态的数学语言，并阐述如何利用希尔伯特空间来构建量子系统的状态空间。本章的重点在于建立读者对量子系统区别于经典系统的基本物理图像。 第二章：量子比特与量子态的数学描述 量子信息的基本单元是量子比特（Qubit）。本章将详细解析单比特和多比特系统的数学结构。我们将使用二维复向量空间来表示一个量子比特的状态，并引入泡利矩阵（Pauli matrices）作为描述单比特操作的工具。对于多量子比特系统，我们将重点讨论张量积（Tensor Product）的概念，以及如何用它来构建多体系统的态空间。本章的难点和重点在于对量子纠缠（Entanglement）概念的引入，包括贝尔态（Bell States）的构造和性质，以及如何用纠缠来量化系统间的关联，这是量子信息处理能力超越经典系统的核心资源。 第二章：量子逻辑门与量子电路 量子逻辑门是实现量子计算和量子信息处理的基本操作单元。本章将系统地介绍一类重要的量子门，如Hadamard门、相位门（Phase Gates）、CNOT门（Controlled-NOT）等。我们将分析这些基本门在对量子态进行酉变换（Unitary Transformations）方面的作用，并阐述为什么量子计算必须依赖酉演化才能保持量子态的相干性。随后，我们将探讨通用量子门集的概念，证明一组特定的量子门（如H, T, CNOT）足以实现任何可计算的量子操作。最后，我们将介绍量子电路图的绘制规范和分析方法，使读者能够理解和设计简单的量子算法流程。 第二部分：量子信息处理的核心理论 第三章：量子测量理论与信息提取 量子测量的过程是连接量子世界和经典世界的桥梁，也是信息提取的唯一途径。本章将深入探讨投影测量（Projective Measurement）的数学形式，特别是冯·诺依曼的测量后态塌缩假设。我们将详细分析测量引入的概率性和不可逆性，并对比冯·诺依曼熵与经典信息熵的区别。此外，本章还将介绍更复杂的测量方案，如弱测量（Weak Measurement）的概念，以及量子测量在量子隐形传态（Quantum Teleportation）协议中的关键作用。 第四章：量子纠错码与容错计算 量子系统对环境噪声极其敏感，退相干（Decoherence）是实现大规模量子计算的主要障碍。本章将聚焦于量子纠错（Quantum Error Correction, QEC）这一关键技术。我们将首先分析三种主要的量子噪声模型（比特翻转、相位翻转和组合噪声）。随后，我们将介绍经典纠错码（如汉明码）的思想，并将其推广到量子领域。核心内容将围绕Shor码和表面码（Surface Code）展开，详细阐述如何使用稳定子（Stabilizer Formalism）来检测和修正错误，而不泄露被保护的量子信息，从而迈向量子容错计算的目标。 第三章：量子算法的突破 本章是本书最激动人心的部分之一，它展示了量子计算在解决特定问题上超越经典算法的潜力。我们将详细剖析两个里程碑式的量子算法： 秀尔算法（Shor's Algorithm）： 深入解析该算法用于大数因子分解的原理，包括如何利用量子傅里叶变换（Quantum Fourier Transform, QFT）来高效地进行周期寻找。本书将清晰地说明秀尔算法对现有公钥加密体系（如RSA）的颠覆性威胁。 格罗弗算法（Grover's Algorithm）： 阐述该算法如何实现对无结构数据库的平方加速搜索。我们将详细介绍格罗弗迭代（Grover Iteration）的几何意义，即在希尔伯特空间中如何通过一系列反射操作，逐步将目标态的概率振幅增强。 此外，我们还将简要介绍变分量子本征求解器（VQE）等近期在模拟和优化领域受到关注的混合量子-经典算法。 第三部分：前沿应用与未来展望 第五章：量子通信与安全 量子通信是信息技术领域一个已经初步实现商业化的分支。本章专注于基于量子力学原理保障信息传输安全的协议。我们将详细介绍BB84协议——最基础的量子密钥分发（QKD）协议，解析其安全性来源于不可克隆定理（No-Cloning Theorem）。随后，我们将讨论E91协议（基于纠缠的QKD），并探讨量子中继器（Quantum Repeater）在远距离量子通信网络构建中的必要性和技术挑战。本章还会涉及量子隐形传态（Teleportation）的完整流程，解释它如何实现量子态的传输，而非能量或物质的传输。 第六章：量子模拟与计算模型的比较 量子模拟旨在利用可控的量子系统来研究复杂量子物质的性质，这是一个极具前景的应用方向。本章将讨论费曼最初提出量子模拟器的思想，并对比不同类型的量子模拟器，如基于超冷原子、离子阱和超导电路的平台。最后，我们将对量子计算模型进行总结和展望，包括图灵机模型、量子退火（Quantum Annealing）模型，并探讨量子霸权（Quantum Supremacy）的概念及其在当前技术阶段的意义，展望未来十年量子信息技术可能对科学研究和社会产生的深远影响。 本书力求在严谨的理论推导和清晰的物理图像之间找到平衡，配备了大量的数学推导和实例分析，适合物理学、电子工程、计算机科学及应用数学等专业的高年级本科生、研究生以及致力于进入量子信息技术领域的工程研究人员阅读。

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我对这个领域的兴趣在于其背后蕴含的物理学原理的精妙。《光纤通信原理》这本书，我希望它能为我提供对光与物质相互作用的深入理解。我期待书中能够详细解释光的衍射、干涉、偏振等基本光学现象在光纤通信中的应用，以及如何利用这些原理来设计高效的光纤器件。例如，光纤的制造工艺，如何通过精确控制材料的折射率分布来实现高效的光信号传输？我对此非常好奇。另外，对于光信号在光纤中传播时遇到的各种损耗，如吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗等，我希望书中能够提供详细的物理模型和计算方法，以及如何通过改进光纤结构和材料来降低这些损耗。我还对光纤传感技术很感兴趣，它是否与光纤通信有着紧密的联系？希望这本书能够触及到这些前沿的科学问题，并用清晰的逻辑和严谨的论证来解答。

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作为一名对现代科技发展趋势密切关注的读者，我对《光纤通信原理》这本书充满了期待。我希望它能够为我揭示光纤通信技术如何支撑起当今爆炸式增长的数据需求。例如，我特别想了解，在5G、物联网、大数据、人工智能等新兴技术飞速发展的背景下，光纤通信技术扮演着怎样的角色，又是如何不断升级以满足这些应用对带宽和速度的严苛要求的。书中是否会讨论下一代光通信技术，比如空分复用、可见光通信等，以及它们潜在的应用前景？我对光纤通信的可靠性和稳定性也十分关心，书中是否会涉及一些关于光纤网络的容错设计、故障诊断和维护的知识？我希望通过这本书，能够对光纤通信在未来数字社会中的地位和作用有一个更深刻的理解，并从中获得一些关于技术创新和产业发展的启示。

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这本书的封面和书名吸引了我，但我更关注它能否为我提供一些实用的信息。我是一名刚刚接触通信领域的新手，对于光纤通信的了解还处于非常初步的阶段。我希望这本书能够从最基础的概念讲起，例如光纤的结构、材料特性、以及光在光纤中传播的基本原理。我希望它能够解释清楚为什么光纤比传统的铜线在传输数据方面具有如此大的优势，比如带宽、抗干扰能力、以及传输距离等。同时，我也希望书中能够介绍一些常用的光纤通信设备，例如光模块、光开关、光放大器等，并简单说明它们的功能和作用。最重要的是，我希望这本书能够用通俗易懂的语言来解释复杂的概念，避免过于晦涩的数学推导，让像我这样的新手也能够理解和掌握。如果书中能够提供一些实际的案例或者应用场景的介绍，那将对我更好地理解光纤通信的应用非常有帮助。

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我是一名对通信技术充满热情的爱好者，对于《光纤通信原理》这本书，我充满了期待。我希望这本书能够不仅仅是停留在理论层面，更能够深入浅出地解释光纤通信系统的各个组成部分是如何协同工作的。例如，光收发模块的设计，包括激光器的选择、调制方式的确定、光电探测器的性能指标等等，这些对于保证通信系统的性能至关重要。我尤其想了解，在高速率、长距离的通信场景下，如何克服信号的衰减和畸变问题。书中是否会介绍诸如EDFA（掺铒光纤放大器）这类关键的器件，以及它们在信号放大过程中扮演的角色？同时，我也对光纤通信的安全性问题感到好奇，例如如何防止信号被窃听，以及如何保证通信系统的稳定性。希望这本书能提供一些相关的技术解决方案和发展方向，让我能够对光纤通信有一个更全面、更深入的理解。

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这本书对于我来说，更像是一扇通往未来数字世界的大门。我一直以来都对互联网的底层技术有着浓厚的兴趣，而光纤通信正是支撑起整个现代通信网络的重要基石。我特别希望了解，随着带宽需求的不断增长，光纤通信技术是如何不断迭代更新，以应对日益庞大的数据流量的。例如，波分复用（WDM）技术是如何实现在一根光纤中传输多路信号的？相干光通信技术又将如何进一步提升光纤的传输容量和灵活性？此外，对于光信号的传输过程中可能遇到的损耗和失真，比如瑞利散射、色散等，书中是否会提供详细的解释，以及相应的补偿和管理技术？我更关注的是，这些理论知识如何转化为实际的应用，比如在海底光缆、城域网、长途骨干网等不同场景下，光纤通信系统是如何被设计、部署和维护的。我期待这本书能够为我揭示这些技术背后的奥秘，让我对未来通信技术的发展趋势有一个更清晰的认识。

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我是一个喜欢追根溯源的人，对于任何技术的起源和发展都充满好奇。《光纤通信原理》这本书，我希望它能为我讲述光纤通信的“前世今生”。我希望能够了解，在光纤通信技术出现之前，人们是如何进行远距离通信的，以及传统通信方式存在哪些局限性。当我翻阅这本书时，我希望能看到，是什么样的科学发现和技术突破，最终促成了光纤通信的诞生。例如，激光器的发明，对光纤通信的发展起到了怎样的决定性作用？同时，我也想了解，在光纤通信发展的过程中，有哪些重要的研究机构和科学家做出了杰出的贡献。这本书能否为我勾勒出一幅波澜壮阔的技术发展画卷，让我从中感受到人类智慧的魅力和科技进步的力量？

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我一直认为，任何一项伟大的技术都离不开其背后的工程实现。《光纤通信原理》这本书，我希望它能够为我提供一些关于光纤通信系统设计和实现的实用知识。例如，我希望了解在实际工程中，如何根据不同的应用需求，选择合适的光纤类型、光模块、以及传输速率。书中是否会涉及一些关于光纤线路的敷设、连接和测试的技术规范？对于光通信设备的功耗、散热、以及可靠性设计，是否也会有所提及？我更关注的是，在建设和维护一个大型光纤通信网络时，需要考虑哪些关键因素，以及如何进行成本效益分析。如果书中能够提供一些工程案例的分析，例如不同规模的数据中心、或者长途通信线路的建设方案，那将对我非常有启发。

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我一直对信息传播的介质和方式的演变非常感兴趣。从早期的电信号传输，到如今的光信号传输，每一步都代表着技术的巨大飞跃。《光纤通信原理》这本书，我希望它能够带我回溯光纤通信的发展历程，了解它是如何从一个科研项目逐步发展成为支撑全球信息网络的核心技术的。我希望书中能够介绍一些关键的发明和里程碑事件，以及推动这些技术进步的关键人物。同时，我也想了解光纤通信在不同领域的应用，例如在电信、互联网、医疗、军事等领域，光纤通信是如何发挥其独特优势的。这本书是否会探讨光纤通信技术的未来发展趋势，例如向着更高带宽、更低延迟、更智能化方向发展？我渴望能够通过阅读这本书，对光纤通信有一个更宏观、更具历史厚度的认识。

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我对信息的传输效率和质量有着极高的追求。《光纤通信原理》这本书，我希望能为我带来更深层次的认识。我尤其对那些能够提升光信号传输质量的技术感到好奇。例如，在高速率传输中，如何克服码间干扰（ISI）和非线性效应？书中是否会介绍如前向纠错（FEC）等编码技术，以及它们在提高传输可靠性方面的作用？我还对光网络的管理和监控技术感兴趣，例如如何实时监测光信号的质量，发现和定位故障，以及进行网络的优化调度。我希望这本书能够为我提供一些关于提高光纤通信系统性能的先进技术和方法，让我能够从更专业的角度理解“更快、更稳、更远”的通信目标是如何实现的。

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这本书我刚拿到手，就迫不及待地翻开了。虽然书名叫做《光纤通信原理》，但我抱持着一种更广泛的探索心理来阅读它。我一直对信息传输的载体和方式充满好奇，而光纤通信无疑是其中最令人着迷的一环。我希望通过这本书，不仅仅了解光信号如何在光纤中传播，更想深入探究它背后的物理学原理，比如光的折射、全反射是如何在光纤的纤芯和包层之间巧妙运作的。同时，我也对不同类型光纤的特性差异感到好奇，例如单模光纤和多模光纤在传输速率、传输距离上的区别，以及它们各自适合的应用场景。除了基础的光学原理，我更关注的是光信号的产生和接收过程。激光器是如何将电信号转化为高强度、高纯度的光信号的？光电探测器又是如何将微弱的光信号还原成电信号的？这些过程的效率、稳定性和安全性，在实际通信系统中扮演着怎样的角色？这本书是否会详细阐述这些关键的技术细节，并给出一些实际的工程案例分析？我期待着能够在这本书中找到这些问题的答案，并从中获得更深刻的理解。

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