纳米材料学基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:203

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出版时间:2009-1

价格:28.00元

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isbn号码:9787811057058

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《量子计算原理与应用》 这本书深入探讨了量子计算的核心理论，旨在为读者构建坚实的量子计算知识体系。全书共分为六章，内容循序渐进，逻辑清晰。 第一章 经典计算的局限与量子计算的兴起 本章首先回顾了经典计算在处理某些复杂问题时所遇到的瓶颈，例如大规模因数分解、复杂分子模拟等，这些问题在指数级增长的计算复杂度面前显得力不从心。在此基础上，引出量子力学中的奇特性质——叠加态和纠缠态，并阐述这些性质如何被赋予强大的计算潜力，催生了量子计算这一颠覆性的计算范式。本章将通过具体实例，生动地展现经典计算的不足以及量子计算的潜在优势。 第二章 量子力学基础：量子计算的基石 理解量子计算，离不开量子力学的基本概念。本章将系统性地介绍量子力学中最核心、对量子计算至关重要的理论框架。我们从量子比特（qubit）的概念入手，详细阐述其与经典比特的区别，以及叠加态的数学表示和物理意义。随后，深入讲解量子纠缠，揭示两个或多个量子比特之间超越经典关联的奇妙联系，并探讨其在信息处理中的关键作用。此外，本章还将介绍量子测量，解释测量过程如何导致量子态塌缩，以及其对量子算法设计的影响。线性代数作为描述量子态和量子操作的数学语言，也将得到系统性的讲解，包括狄拉克符号、酉矩阵等。 第三章 量子门与量子电路 本章将量子计算的理论框架转化为可操作的计算模型。我们首先介绍量子门（quantum gate）的概念，它是实现量子信息处理的基本单元，类比于经典计算中的逻辑门。读者将学习各种基本量子门，如Hadamard门（H门）、Pauli门（X、Y、Z门）、CNOT门等，理解它们各自的量子态操控原理和矩阵表示。在此基础上，我们将进一步探讨如何组合这些基本量子门构建量子电路。量子电路是描述量子算法执行流程的图示化工具，本章将通过实例，展示如何设计和理解简单的量子电路，为后续深入学习量子算法打下基础。 第四章 经典量子算法解析 在掌握了量子门和量子电路的基础上，本章将聚焦于几种具有里程碑意义的经典量子算法。我们将详细剖析Shor算法，解释它如何在多项式时间内解决大数分解问题，从而对当前的公钥密码体系构成威胁。随后，深入讲解Grover算法，阐述它如何实现对无序数据库的平方根加速搜索。此外，本章还将介绍Deutsch-Jozsa算法，展示它如何高效地解决某些特定问题。每种算法的讲解都将包含其核心思想、关键步骤、数学推导以及与经典算法的性能对比，让读者深刻理解量子算法的强大之处。 第五章 量子计算的实现技术与挑战 理论上的量子计算固然令人兴奋，但将其转化为实际应用则面临着巨大的技术挑战。本章将概述当前主流的量子计算实现技术，包括超导电路、离子阱、光量子、拓扑量子计算等，并介绍它们各自的工作原理、优缺点以及发展现状。同时，本章还将深入探讨实现大规模、容错量子计算机所面临的关键挑战，例如量子比特的退相干、错误率、可扩展性以及控制精度等问题。我们将讨论目前正在进行的研究和技术突破，展望未来量子计算硬件的发展方向。 第六章 量子计算的应用前景与展望 量子计算的独特能力预示着其在多个领域的巨大应用潜力。本章将展望量子计算在不同学科和产业中的未来应用。在药物研发和材料科学领域，量子计算机可以精确模拟分子的行为，加速新药的设计和新材料的发现。在金融领域，量子算法有望优化投资组合、进行风险分析和欺诈检测。在人工智能领域，量子计算可能为机器学习算法带来革命性的提升，加速模式识别和优化过程。此外，本章还将探讨量子计算在密码学、优化问题、气候建模等方面的潜在应用，并对量子计算的未来发展趋势进行总结和展望，强调其作为下一代计算技术的重要性。 本书力求语言严谨，概念清晰，配以丰富的插图和数学推导，旨在为对量子计算感兴趣的本科生、研究生以及科研人员提供一本全面而深入的学习资料。通过本书的学习，读者将能够理解量子计算的本质，掌握基本的量子算法，并对其未来的发展和应用有一个清晰的认识。

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**评价一：** 这本书简直是为初学者量身定做的入门指南！我之前对材料科学完全是个门外汉，拿到这本书后，里面的讲解方式真的让我感到惊喜。作者似乎深知读者的困惑，用非常清晰的语言，循序渐进地构建知识体系。最让我印象深刻的是，它并没有一开始就抛出复杂的理论公式，而是从最基础的概念讲起，比如原子结构、晶格排列，然后才慢慢过渡到更深层次的材料特性。阅读过程中，我感觉就像有一个经验丰富的导师在身边，耐心地为你答疑解惑。而且，书中的插图和图表设计得非常精美且直观，那些复杂的微观结构图，在它们的诠释下变得不再抽象难懂。每一次阅读，都能感觉到自己的理解有了一个质的飞跃，对材料科学这个领域不再感到畏惧，而是充满了探索的兴趣。这本书为我打开了一扇通往更广阔材料世界的大门，打下了极其坚实的基础。

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**评价四：** 这本书给我的最大感受就是“全景式”的覆盖面。它似乎涵盖了当前材料科学领域内所有主流且重要的分支，从经典的金属、陶瓷到新兴的功能性材料，都有着墨，而且即便是相对冷门的领域，也提供了足够多的信息让你了解其基本原理和研究热点。我原本以为为了追求广度，深度必然会受到牺牲，但令人惊喜的是，作者在每一个子领域都能抓住其核心的科学问题进行精炼的阐述。这种“一册在手，尽览全局”的感觉，对于那些需要跨学科合作或者正在摸索自己未来研究方向的年轻人来说，价值无可估量。它提供了一个俯瞰整个材料科学领域的制高点，让你在深入钻研之前，能够对整个学科地图有一个宏观的把握，避免走弯路。

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**评价三：** 我拿到这本书的时候，主要被它那严谨的排版和详尽的参考文献列表所吸引。这本书的编辑工作做得非常出色，文字流畅，术语的定义清晰准确，很少出现歧义的情况，这对于需要精确引用的理工科学习者来说至关重要。我特别欣赏作者在处理历史发展脉络时的手法，它没有生硬地罗列时间线，而是将关键的科学发现融入到材料的演进故事中，读起来既有知识性又有历史的厚重感。虽然内容涵盖面很广，但结构组织得非常合理，章节间的过渡自然平滑，我可以很方便地根据自己的学习进度和需求，选择性地深入阅读特定部分。这本书展现了一种对知识负责任的态度，每一个论点都有坚实的科学依据支撑，让人读起来感到非常踏实和信服。它是一本非常可靠的工具书，随时可以翻阅，从中获取精确的参考信息。

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**评价二：** 作为一名已经有一定基础的研究生，我原本以为市面上大部分“基础”教材都会显得过于浅薄，但这本书的深度和广度完全超出了我的预期。它在基础知识的梳理上做得极为扎实，但更难能可贵的是，它在关键概念的深入探讨上，展现了极高的学术水准。书中对于不同材料体系的分类和性质对比分析得尤为透彻，逻辑链条非常严谨，读起来让人有一种酣畅淋漓的感觉。特别是关于材料加工工艺对最终性能影响的章节，作者的阐述既有理论高度，又结合了实际的工业应用案例，这种理论与实践的完美结合，让我受益匪浅。它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的引导，教会你如何从材料的微观结构去推导出宏观的应用潜力。对于希望系统提升自己理论深度的读者来说，这本书无疑是一部值得反复研读的宝典。

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**评价五：** 这本书的阅读体验极佳，完全不像很多理工教材那样枯燥乏味，它充满了对科学探索的热情。作者在叙述过程中，时不时会穿插一些富有洞察力的评论和对未来趋势的展望，让人在学习具体知识点的同时，还能感受到学科前沿的脉动。比如，在介绍某一新材料的合成方法时，作者不仅详细描述了技术步骤，还探讨了这种方法在绿色化学和可持续发展方面的意义，这种人文关怀与硬核科学的结合，着实令人耳目一新。这本书不仅仅是教授“是什么”，更引导读者思考“为什么是这样”以及“未来会怎样”，激发了我的批判性思维。它更像是一次深入的学术对话，而非单向的知识灌输，让学习过程充满了乐趣和启发性。

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