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页数:232

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出版时间:2008-9

价格:22.00元

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isbn号码:9787113088002

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络基础
• 实验教学
• TCP/IP
• 网络协议
• 数据通信
• 网络编程
• Wireshark
• 网络安全
• CCNA

好的，以下是一本名为《量子计算导论与前沿进展》的图书简介，内容详尽，不含您提供的书名及其相关内容： --- 图书简介：《量子计算导论与前沿进展》 第一版 概要与定位 《量子计算导论与前沿进展》是一本全面、深入探讨量子信息科学与量子计算核心理论、关键技术以及最新发展方向的权威性著作。本书旨在为物理学、计算机科学、电子工程、数学等相关专业的本科高年级学生、研究生以及致力于量子技术研发的科研人员和工程师提供一个坚实的理论基础和广阔的视野。 本书不仅仅停留在对基本概念的介绍，更侧重于构建一个严谨的数学框架，并细致剖析当前实现通用量子计算机所面临的技术挑战与突破性进展。全书内容涵盖了从量子力学的基本原理如何转化为计算范式，到具体量子算法的设计与实现，再到当前主流量子硬件平台的物理基础与工程细节。 内容结构与深度解析 本书共分为六个主要部分，共计二十章，旨在实现理论的系统性、逻辑的递进性和内容的全面性。 第一部分：量子力学的计算基础（第1章至第3章） 本部分是理解量子计算的基石。首先回顾了经典信息论中的基本概念，如香农熵和图灵机模型，为后续与量子信息进行对比奠定基础。随后，深入讲解了量子力学的核心要素：复数希尔伯特空间、态矢量、算符（厄米算符、酉算符）的数学结构。重点章节 详细阐述了量子比特（Qubit）的定义、其在布洛赫球上的几何表征，以及如何利用泡利矩阵描述单比特操作。对量子测量的概率诠释和波函数坍缩机制进行了严谨的数学推导。 第二部分：量子信息与门操作（第4章至第7章） 此部分着眼于量子计算的基本“语言”和“电路”。详细介绍了量子纠缠这一非定域性现象的数学描述，特别是贝尔态的构建与性质分析，这是量子信息处理能力的核心来源。在量子门方面，本书系统梳理了基本门集，包括单比特的旋转门、CNOT（受控非门）的构建及其在构建两比特门集中的关键作用。此外，还深入探讨了量子线路的表示方法、线路图的规范化，以及如何使用酉矩阵来表征任意量子操作序列。对量子隐形传态（Quantum Teleportation） 协议的完整流程和信息论意义进行了剖析。 第三部分：核心量子算法解析（第8章至第11章） 算法是展示量子计算优越性的直接体现。本部分是本书的计算核心。首先，对Shor算法 的核心——量子傅里叶变换（QFT）进行了详尽的讲解，并结合实例说明其在因式分解问题上的指数级加速的来源。随后，系统分析了Grover搜索算法，包括其迭代步骤、幅值放大机制及其二次加速的理论证明。此外，本书还专门开辟章节讨论了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，这些是当前NISQ（有噪声中等规模量子）时代最实用的计算范式。对于每种算法，都给出了清晰的量子线路图示和复杂度分析。 第四部分：量子纠错与容错计算（第12章至第14章） 实现大规模、高精度的通用量子计算，容错机制至关重要。本部分详细介绍了噪声模型（如去相干和退相干）对量子态的影响。随后，本书重点讲解了表面码（Surface Code） 和Steane码 等主流的量子纠错码的原理，包括其稳定子测量、错误检测与定位过程。读者将理解如何通过编码逻辑比特来抵抗物理噪声，以及逻辑门的实现如何依赖于“品位翻转”和“穿越”操作。本章还讨论了容错量子计算（FTQC）的门限定理及其对物理实现的要求。 第五部分：量子硬件平台与物理实现（第15章至第18章） 本部分将理论与工程实践紧密结合，全面审视了当前主要的量子计算硬件路线图。 1. 超导电路（Transmon Qubits）： 深入分析了约瑟夫森结的物理特性，以及如何通过调谐电路来实现可控的量子比特操作和耦合。讨论了微波脉冲控制的精度和串扰问题。 2. 离子阱（Trapped Ions）： 阐述了激光冷却、囚禁原理，以及如何利用激光与离子内部能级之间的耦合来实现高保真度的单比特和两比特门操作。对比了离子阱在相干时间上的优势。 3. 光量子计算： 重点介绍了基于线性光学元件（分束器、相位因子）的玻色子采样问题，以及Knill-Laflamme-Milburn (KLM) 协议 的理论基础。 4. 其他新兴平台： 简要介绍了拓扑量子比特、中性原子阵列和半导体量子点等前沿技术的潜力与挑战。 第六部分：量子计算的未来趋势与交叉领域（第19章至第20章） 最后一部分聚焦于量子计算的应用拓展和新兴方向。详细探讨了量子化学模拟（特别是对哈密顿量的模拟）、量子机器学习（QML）的基本模型，以及量子优化问题的潜在应用场景。第20章对量子计算的近期商业化趋势、软件开发生态（如Qiskit, Cirq等框架的使用范例）进行了总结和展望。 读者对象与特色 本书的显著特色在于其严谨的数学推导、丰富的电路图示以及对前沿硬件平台实现的深入剖析。 对初学者： 前两部分提供了清晰的量子力学入门和量子门操作的直观理解。 对进阶研究者： 第四、五部分深入探讨了纠错码的设计和当前主流硬件平台的物理瓶颈，为前沿研究提供了理论支持和工程参考。 通过系统学习本书，读者不仅能掌握量子计算的理论精髓，更能清晰地认识到从理论模型迈向实用量子计算机的漫长而激动人心的技术路径。本书适合作为高等院校量子信息科学、量子计算等课程的教材或核心参考书。 ---

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从实操层面来看，这本书的“实验”部分显得颇为内敛和概念化。它似乎更侧重于“思想实验”和“概念验证”，而非具体的软件操作指南。例如，在讲解BGP路由策略时，它花费了极大的篇幅去探讨AS路径选择的复杂性、路由黑洞的成因分析，以及如何通过引入不同权重策略来影响全局流量分发。这无疑极大地拔高了读者的理论视野。然而，我翻遍全书，并没有找到一个清晰的、可以直接在Cisco Packet Tracer或者GNS3中一步步操作的“实验手册”。许多关键的配置命令和参数调整，往往只是被一笔带过，或者以伪代码的形式出现，要求读者自行去映射到实际的命令行环境。这对于那些偏爱动手实践、希望通过敲击键盘来建立直观认知的学习者来说，可能会感到有些意犹未尽，仿佛已经登上了思想的巅峰，却发现下山的路得自己摸索。

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我个人认为，这本书的真正价值在于它所构建的“系统性思维框架”。许多网络书籍会割裂地讲解路由、交换、安全等模块，但这本书巧妙地通过一个贯穿始终的“核心网络演进史”的主线，将所有技术点串联起来。它会让你意识到，为什么IP地址需要从IPv4演进到IPv6，这种变化不是凭空产生的，而是基于对早期协议设计局限性的深刻反思。这种宏大的叙事能力，使得学习过程不再是碎片化的知识点堆砌，而是一场对信息时代底层骨架的探索之旅。它迫使读者去思考“设计取舍”的哲学，理解任何一个协议的诞生都是多方妥协的结果。如果说有什么遗憾，那就是对于最新的SDN或网络虚拟化技术着墨不多，可能它更专注于奠定那些“永恒不变”的底层原理，但这反而让这本书拥有了更持久的生命力。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书在结构编排上展现出一种近乎偏执的逻辑美感。它没有采取常见的“先讲协议，后做实验”的线性叙事，而是将实验的“预期目标”和“理论背景”穿插进行。举个极端的例子，它讲解ARP协议时，不是直接告诉你ARP请求和响应的格式，而是先设置了一个场景：两台在同一网段但互不相识的设备，在没有DNS解析的情况下，如何建立第一块“信任的基石”。随后，它才慢悠悠地展开ARP报文的结构分析，并配上了非常精妙的抓包数据截图，那些十六进制的代码块在作者的引导下，仿佛都活了过来，每一个字节的含义都清晰可辨。这种“问题驱动”的学习路径，极大地激发了我的探索欲。不过，对于习惯了直接复制粘贴代码的读者来说，书中大量需要手动绘制和推演的部分，可能会成为一个不小的门槛，因为它要求你真正动手去“画”出数据包的传输轨迹，而非仅仅依赖现成的工具。

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这本书的语言风格，用一个词来形容就是“冷静的激情”。作者似乎对网络世界怀有深沉的热爱，但这热情被包裹在极其精确和严谨的学术表达之下。书中对拥塞控制算法的阐述尤其令人印象深刻。它没有停留在对TCP慢启动、竞争窗口的表面描述，而是引用了数篇开创性的学术论文作为佐证，详细推导了AIMD（加性增加乘性减小）背后的数学模型和概率论基础。我清晰地记得有一章专门分析了RED（随机早期检测）算法的实现细节，光是那个队列管理的微分方程就让我沉思了半个小时。这让我感觉到，这不是一本简单的“如何配置路由器”的指南，而是一本旨在培养“网络架构师思维”的典籍。对于那些希望深入理解协议为什么是这样设计，而不是仅仅知道它如何工作的人来说，这本书是无价之宝。

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这本书的封面设计得非常简洁有力，那种深邃的蓝色调总能让人联想到数据流动的深海，但说实话，我拿到这本书时，心里是有点忐忑的。我原本期待的是一本能快速上手、代码示例丰富的实战手册，毕竟“实验”二字摆在标题里，总让人觉得操作性会很强。然而，翻开前几章，我发现它更像是一部精心编排的理论导论，对OSI七层模型、TCP/IP协议栈的描述细致入微，简直是教科书级别的严谨。比如，它对IP寻址和子网划分的讲解，不是简单地抛出公式，而是通过一个虚构的、庞大的企业网络案例，一步步带着读者去推导，去理解每一个比特位背后的深层含义。那种深入骨髓的剖析，让原本枯燥的协议细节变得有了血有肉，仿佛我真的坐在控制台上，面对着需要优化的网络拓扑图。但坦白讲，对于一个急于搭建自己第一个实验环境的朋友来说，这种深度可能会让人稍微感到些许的“慢热”，初期需要极大的耐心去消化这些基础的理论基石。

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