电子技术基础

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价格:15.10元
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isbn号码:9787504513939
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具体描述

《量子纠缠的奥秘与应用》 本书深入探索了量子纠缠这一颠覆性物理现象的本质,并对其在现代科技中的前沿应用进行了详尽的阐述。量子纠缠,作为一种超越经典物理学的奇特关联,描述了两个或多个粒子之间即使相隔遥远,也能瞬间影响彼此状态的现象。这种“幽灵般的超距作用”曾让爱因斯坦深感困惑,但如今已成为理解和操纵微观世界的基础。 第一部分:量子纠缠的理论基石 本部分将带领读者从基础概念出发,逐步揭示量子纠缠的深层含义。我们将从量子力学的基本原理,如叠加态、波函数塌缩等开始,为理解纠缠打下坚实基础。随后,将详细介绍贝尔不等式及其违反,这是证明量子纠缠真实性的关键实验证据。我们将剖析 EPR佯谬,理解纠缠粒子之间非局域性的革命性意义。 量子叠加与测量:回顾量子力学的核心概念,解释粒子如何同时处于多种状态,以及测量过程如何导致波函数塌缩。 贝尔定理与实验验证:深入解析贝尔定理如何构建了区分量子力学与局域实在论的判据,并详细介绍Aspect、Clauser、Zeilinger等科学家进行的里程碑式实验,这些实验无可辩驳地证明了量子纠缠的存在。 纠缠态的数学描述:介绍各种重要的纠缠态,如贝尔态(最大纠缠态),以及如何使用密度矩阵和斯帕尔(Sperger)分解等工具来量化和表征纠缠的程度。 量子隐形传态的原理:详细阐述量子隐形传态(Quantum Teleportation)的机制,解释如何利用纠缠信道将一个粒子的未知量子态传输到另一个粒子上,而无需物理上的移动。 第二部分:量子纠缠的前沿应用 量子纠缠的独特属性使其在信息技术、计算科学以及基础科学研究等领域展现出巨大的应用潜力。本部分将聚焦于这些最令人兴奋的应用方向,探讨纠缠如何驱动新一代技术的变革。 量子计算:突破计算瓶颈: 量子比特(Qubits)与纠缠:解释量子比特作为量子计算的基本单元,以及纠缠如何允许量子计算机同时处理海量信息,实现指数级的计算能力提升。 纠缠在量子算法中的作用:以Shor算法(因子分解)和Grover算法(搜索)为例,说明纠缠如何是实现这些算法高效性的关键。 容错量子计算:讨论量子计算机的脆弱性,以及如何利用纠缠的冗余性来实现量子纠错,为构建稳定可靠的量子计算机奠定基础。 量子通信:构建绝对安全的网络: 量子密钥分发(QKD):详细介绍基于纠缠的QKD协议(如E91协议),解释其如何利用纠缠的不可克隆性和测量干扰性来保证密钥分发的绝对安全性。 量子互联网:展望未来量子互联网的构建,以及纠缠在实现分布式量子计算、量子传感网络等方面的核心作用。 量子传感与精密测量:前所未有的灵敏度: 纠缠增强传感:阐述如何利用纠缠态来突破经典测量极限(散粒噪声极限),实现比传统方法更精确的测量,例如在引力波探测、磁场测量、时钟同步等领域。 量子计量学:介绍量子计量学如何利用量子资源来提高测量精度,以及纠缠在其中扮演的角色。 基础科学研究的驱动力: 模拟复杂量子系统:讨论如何利用可控的纠缠系统来模拟难以处理的复杂量子现象,如超导材料、量子多体物理等,从而加深我们对物质世界的理解。 检验物理学基本定律:探索如何利用高精度纠缠实验来检验量子力学的完备性,探测可能存在的新的物理学理论。 第三部分:挑战与展望 尽管量子纠缠的应用前景广阔,但实现大规模、高稳定性的纠缠态仍然面临诸多技术挑战。本部分将审视当前的研究现状,探讨实现这些应用所需要克服的障碍,并对未来的研究方向进行展望。 纠缠的制备与操控:讨论不同物理系统中(如超导电路、囚禁离子、光子、中性原子等)制备和维持高品质纠缠态的技术进展和挑战。 退相干问题:分析环境噪声如何导致纠缠态的退化,以及如何通过隔离、编码等技术来对抗退相干。 可扩展性问题:探讨如何将小规模的纠缠系统扩展到具有数百甚至数千个量子比特的规模,以实现强大的量子计算能力。 跨学科合作的意义:强调量子纠缠研究需要物理学、计算机科学、材料科学、工程学等多个学科的紧密合作。 本书旨在为对量子纠缠及其应用感兴趣的读者提供一个全面而深入的了解。无论您是希望了解前沿物理学的爱好者,还是正在探索下一代技术创新的研究者,都能从中获得宝贵的知识和启发。通过深入理解量子纠缠的原理,我们将更好地把握未来科技发展的脉搏,并有可能触及到人类认知能力的边界。

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读后感

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用户评价

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我最近在研究**《现代控制理论与系统设计》**,这本书简直是工程实践者的宝典,特别是对于我这种需要设计复杂反馈系统的工程师来说。它的核心优势在于,它没有沉溺于纯理论的推导,而是始终围绕着“如何设计一个稳定、快速且鲁棒的控制器”这一工程目标展开。书中对状态空间法的阐述尤为出色,它不仅仅介绍了能控性和能观测性的判定,更重要的是,它将这些概念与极点配置、观测器设计(如卡尔曼滤波器的基础)紧密地结合起来。书中关于李雅普诺夫稳定性判据的讲解非常清晰,通过构建能量函数(或称二次型函数)来判断系统的长期行为,这比传统频域分析法在处理非线性系统时更具普适性。更让我感到惊喜的是,它花了很大篇幅讨论了H-无穷控制和滑模控制这些前沿的鲁棒控制方法,并提供了大量的仿真案例来对比不同控制策略在面对外部干扰和模型不确定性时的表现。这些案例的仿真结果展示得非常直观,让我们能清晰地看到,为什么在实际工况下,我们需要放弃完美的理论解,转而追求一个在不确定性下依然可靠的系统。这本书真正教会了我如何从“数学模型”跨越到“物理实现”的思维鸿沟。

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我最近被**《热力学与统计物理学导论》**这本书的叙事风格深深吸引住了,它完全颠覆了我对传统物理教材的刻板印象。这本书最厉害的地方在于,它将宏观的热力学定律和微观的统计力学原理,用一种非常人性化的方式串联起来,完全避免了那种“先定义,后证明”的枯燥套路。作者似乎是一位经验丰富的老教授,他总是先抛出一个日常可见的现象(比如冰块的融化或者气体的膨胀),然后引导读者去思考其背后的微观机制,从而自然而然地引出熵增定律的物理意义——那种从有序到无序的概率倾向。在介绍玻尔兹曼分布时,作者没有直接给出复杂的公式,而是通过一个关于不同能量状态下微观粒子分布的概率游戏来阐述,使得“统计平均”的概念变得触手可及。书中的插图精美且富含信息量,尤其是在解释相变和临界现象时,那些相图和弛豫时间曲线的描绘,清晰地展现了系统在不同温度和压力下的“性格”变化。读这本书,感觉就像是与一位睿智的导师在咖啡馆里进行一场深入的对话,他不仅告诉你“是什么”,更重要的是教会你“为什么会这样”。它真正做到了将抽象的物理定律融入到对宇宙基本规律的敬畏之中。

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作为一名对古代哲学史有浓厚兴趣的业余爱好者,我最近沉浸在**《古希腊罗马的政治思想》**这部作品中。这本书的叙事结构非常宏大且富有张力,它没有按照时间线机械地罗列哲学家,而是巧妙地将思想的演变嵌入到城邦冲突、帝国兴衰的历史背景之中。作者对柏拉图《理想国》的解读角度非常新颖,他没有将之视为一个僵硬的政治蓝图,而是深入剖析了其背后对“正义”的探寻与城邦衰落的焦虑之间的辩证关系。我尤其喜欢它对比亚里士多德《政治学》的分析,强调了亚里士多德如何从对现有城邦的经验观察出发,提出“人是政治的动物”这一根本论断,并细腻地描绘了混合政体的优越性。书中对罗马共和国后期西塞罗的政治实践和思想的梳理,也展现了从城邦民主向庞大帝国治理模式过渡的阵痛与智慧。阅读过程中,我不断被提醒,我们今天习以为常的许多政治概念——如法治、公民权、共和制——其思想源头是多么的曲折和富有争议。这本书的文字优雅而不失力量,它让历史不再是枯燥的人名和年代,而是鲜活的思想交锋的战场。

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说实话,我原本以为**《高级量子力学》**会是一本晦涩难懂、只适合理论物理学家的天书,毕竟我对薛定谔方程的理解仅停留在本科的入门阶段。然而,这本书的作者显然深谙如何引导一个心存敬畏但又略带恐惧的读者进入这个奇妙的领域。它的结构安排非常巧妙,没有一上来就抛出复杂的张量和算符,而是用大量的篇幅回顾了狄拉克符号和线性代数在量子态描述中的优雅应用。特别是关于角动量理论的章节,作者引入了一种历史性的叙述方法,先从经典力学的概念入手,再平滑地过渡到矩阵表示,最后才引入对泡利矩阵和自旋的讨论。这种层层递进的方式,极大地降低了初次接触复杂量子理论时的心理门槛。我特别欣赏它对微扰论和散射理论的讲解,它没有把它们当作纯粹的数学工具,而是解释了它们在解决真实物理问题(比如原子光谱的精细结构)中的不可替代性。书中那些充满洞察力的脚注,往往能提供更深层次的物理图像,而不是简单的数学推导。读完这本书,我感觉自己对“概率幅”和“测量坍缩”有了更深刻的哲学层面的认识,而不仅仅是把它们当作公式来背诵。它成功地在严谨的数学框架和深刻的物理直觉之间架起了一座坚固的桥梁。

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这本关于**《数字图像处理》**的书简直是为我这种对图像细节吹毛求疵的“视觉强迫症”患者量身定做的!作者的叙述方式极其细腻,仿佛带着你亲自走进像素的世界,一步步解构那些我们在Photoshop里习以为常的功能背后的数学原理。我印象最深的是它对傅里叶变换在图像去噪和增强方面的深入探讨,一开始我看到那些积分和复数时脑子是懵的,但作者竟然能用非常直观的类比——比如把图像看作是一首交响乐,高频就是尖锐的颤音,低频是浑厚的基调——来解释,瞬间就打通了任督二脉。书里大量的实例代码,虽然是用C++实现的,但注释详尽到连初学者都能明白每一步操作的目的,而不是简单的堆砌代码。特别是关于形态学处理那几章,对腐蚀、膨胀、开运算和闭运算的阐述,配上那些黑白颗粒状的示意图,简直是把抽象的集合论概念具象化了。读完后,我再看任何一张经过模糊、锐化或者边缘检测处理的图片,脑海里立刻浮现出卷积核在矩阵上滑动的画面。对于想从“会用”到“精通”图像处理工具的人来说,这本书提供了坚实的理论基石,让你的处理不再是盲目的参数试错,而是有目的、有方向的工程优化。唯一美中不足的是,高分辨率彩色图像的处理算法部分稍微带过,如果能再增加一些关于深度学习在图像分割中的应用案例,那就完美了。

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