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出版者:

作者:Dudek, Ronald W.

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:2009-4

价格:326.00元

装帧:

isbn号码:9780781799942

丛书系列:

图书标签:

• 遗传学
• 医学遗传学
• 生物化学
• 分子生物学
• 基因
• 人类遗传学
• 考试复习
• BRS系列
• 医学
• 生物科学

好的，以下是一本关于量子计算与信息论的图书简介，旨在与您提到的《BRS Genetics》形成鲜明对比，详尽描述其内容，且不提及任何关于人工智能或生成过程的信息。 --- 书籍名称：《量子纠缠态：从信息论基础到未来计算范式》 ISBN： 978-1-23456-789-0 页数： 850页 装帧： 精装典藏版 内容概述 《量子纠缠态：从信息论基础到未来计算范式》是一部全面而深入的学术专著，旨在为读者构建一个清晰、严谨且具有前瞻性的量子信息科学知识体系。本书超越了单纯的物理现象描述，聚焦于信息如何在量子力学的框架下被编码、处理、传输和保护，是连接理论物理、数学以及前沿计算机科学的关键桥梁。 全书结构设计旨在引导初学者掌握基础概念，同时为资深研究人员提供深入的理论探讨和最新的研究进展。我们假定读者具备扎实的微积分、线性代数和经典信息论基础，但本书的开篇部分会通过精炼的语言迅速回顾必要的量子力学先决知识，确保所有读者都能无缝衔接。 第一部分：量子力学的数学基石与信息编码（第1章 - 第4章） 本部分致力于建立量子信息论的数学语言。 第1章：希尔伯特空间与量子态的表征 本章详细介绍了描述量子系统的数学结构——复数希尔伯特空间。重点阐述了狄拉克符号（Bra-Ket Notation）的精确用法，并区分了有限维与无限维空间在信息论应用中的差异。引入了量子态的概念，包括纯态（Pure States）和混合态（Mixed States），并用密度算符（Density Operators）进行规范化描述。特别关注了量子测量的概率解释和投影公设的严格表述。 第2章：量子比特（Qubit）与单量子系统 作为信息处理的基本单元，本章深入剖析了量子比特。它不仅是二维复向量空间上的一个态，更是信息论中二元离散变量的量子对应物。详细讨论了泡利矩阵（Pauli Matrices）作为基本量子逻辑门的构成要素，以及单比特操作的几何诠释——布洛赫球（Bloch Sphere）。本章末尾提供了一个详尽的案例分析，比较了经典比特和量子比特在存储单一信息时的熵与冗余度差异。 第3章：多体系统与张量积结构 本书的核心概念之一——张量积（Tensor Product）——被引入来描述多量子比特系统。详细解释了如何利用张量积来构建复合系统的希尔伯特空间，并阐明了由此产生的可分离态（Separable States）与纠缠态（Entangled States）之间的根本区别。本章通过对比Shor算法中三比特系统的态向量，清晰展示了张量积在描述系统复杂度时的指数级增长特性。 第4章：量子信息度量：熵与纠缠量度 本章从信息论的视角重新审视量子态。引入了冯·诺依依曼熵（Von Neumann Entropy）作为混合态不确定性的精确量度，并证明了其在幺正变换下的不变性。随后，重点探讨了纠缠的量化问题，详尽比较了纠缠熵（Entanglement Entropy）、纠缠擦除（Entanglement of Formation）以及纠缠见证者（Entanglement Witnesses）等核心量度工具的定义、性质和计算方法。 第二部分：量子动力学与信息传输（第5章 - 第7章） 本部分关注时间演化和信息如何在量子系统中流动。 第5章：量子演化与幺正变换 本章探讨了量子系统的演化，核心是薛定谔方程及其在有限维系统中的矩阵形式——幺正演化（Unitary Evolution）。详细分析了单量子门（如Hadamard, Phase Gate）和多量子门（如CNOT, Toffoli）的构造及其对量子态的精确作用。本章还讨论了开放量子系统（Open Quantum Systems）的概念，引入了林布莱德方程（Lindblad Equation）和超级算符（Superoperator）来描述退相干（Decoherence）效应，这是实现可扩展量子计算的关键挑战。 第6章：量子信道与噪声模型 信息传输的现实模型必须考虑噪声。本章专注于量子信道（Quantum Channels）的数学描述，使用完全正映射（Completely Positive Maps, CP-Maps）来定义信道的演化。详细分析了几种关键的噪声模型，包括位翻转（Bit-Flip）、相翻转（Phase-Flip）和综合噪声模型。引入了纠错码的构建思想，如占空码（Dirty Code）和表面码（Surface Code）的基本结构，阐明它们如何通过编码冗余来对抗信道带来的错误。 第7章：量子隐形传态与量子密钥分发（QKD） 本章通过具体的应用实例，展示了纠缠态在远距离信息传输中的威力。详细推导了量子隐形传态（Quantum Teleportation）的完整协议，并从贝尔态测量的角度解释了其必要性和局限性。随后，深入探讨了BB84协议和E91协议，强调了“不可克隆定理”（No-Cloning Theorem）在保证QKD安全性的核心作用。 第三部分：量子计算范式与算法设计（第8章 - 第11章） 本部分是全书的计算核心，构建了量子计算机的理论蓝图。 第8章：量子线路模型与通用性 本章正式建立了量子线路模型（Quantum Circuit Model），将其视为量子计算的通用编程范式。探讨了量子逻辑门的集合，并证明了只需包含Hadamard、CNOT和$pi/8$门（或T门）的集合即可实现通用量子计算。本章包含一个详尽的构建示例，演示如何使用基本门实现复杂的非门（Toffoli Gate）。 第9章：核心量子算法：Shor与Grover 这是本书算法部分的重中之重。 Shor算法： 详细分解了其核心——量子傅里叶变换（QFT）的构造、时间复杂度分析，以及其对半质数大数分解的颠覆性影响。 Grover算法： 深入解析了搜索算法的“振幅放大”（Amplitude Amplification）机制，并推导了其$O(sqrt{N})$加速的精确边界，并将其与经典搜索进行了对比。 第10章：变分量子算法与NISQ时代 面对当前存在噪声的中等规模量子（NISQ）设备，本章转向混合量子-经典算法。详细介绍了变分量子本征求解器（VQE）和量子近似优化算法（QAOA）的结构、参数优化策略以及在化学模拟和组合优化中的应用。本章侧重于如何构建高效的量子线路Ansatz以适应硬件约束。 第11章：量子计算的极限与对角化 本章探讨了量子计算能力的理论边界。引入了量子复杂度理论，对比了P, NP, BQP（Bounded-error Quantum Polynomial Time）等复杂度类。详细讨论了量子绝热计算（Adiabatic Quantum Computation）与线路模型的等价性，重点分析了如何通过缓慢的哈密顿量演化来实现问题的求解，以及其在物理实现上的优势与挑战。 附录与工具箱 本书包含三个重要的附录，用以巩固读者的实践能力： 附录A：线性代数工具箱：总结了特征值分解、奇异值分解、酉矩阵性质等在量子计算中频繁使用的数学工具。 附录B：量子计算库简介：提供了使用主流量子编程框架（如Qiskit, Cirq）进行简单量子态模拟和线路构建的入门指南。 附录C：参考文献与前沿研究方向：提供了详尽的引用列表，并对量子引力信息学、拓扑量子计算等新兴领域进行了简要的展望介绍。 --- 目标读者： 理论物理学研究生、计算机科学（特别是算法与复杂性方向）的高级本科生、电子工程与信息科学领域的科研人员，以及对未来计算技术有浓厚兴趣的专业人士。 本书承诺： 通过对数学严谨性的坚持和对物理直觉的培养，本书将为读者提供一座坚实的知识阶梯，使其能够自信地迈入量子信息科学的深水区。

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说实话，我选择《BRS Genetics》更多的是出于一种“查漏补缺”的心态。我感觉自己平时的学习虽然也涉及遗传学，但总觉得零散，不够系统。很多时候，遇到一些复杂的遗传现象，比如多基因遗传或者表观遗传学的概念，就会感到吃力，理解起来断断续续。我听说这本书在整理和概括方面做得非常出色，能够将分散的知识点串联起来，形成一个完整而有条理的知识体系。我特别想了解书中是如何处理那些“灰色地带”的知识的，比如在一些复杂的遗传病案例分析中，它是否能提供清晰的思路和分析方法。我希望通过阅读这本书，能够填补我在遗传学理解上的空白，提升我分析和解决问题的能力。我期待它能够提供一些实用的案例，通过实际操作来加深我对理论的理解。书中的习题和讨论点设计，据说也能帮助读者检验学习成果，并且引发更深入的思考。我对那些能够启发思考、锻炼思维的书籍情有独钟，希望《BRS Genetics》能够给我带来这样的学习体验。

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我最近在准备一个重要的生物学竞赛，其中遗传学是必考的重点内容。《BRS Genetics》是我的指导老师强烈推荐的备赛书籍。他告诉我，这本书的编写风格非常贴合考题的思路，里面的知识点和题型都具有很高的代表性。我希望它能帮助我快速掌握竞赛所需的关键遗传学知识，并且能够有效地应对各种类型的考题。我对书中关于遗传多样性、进化与遗传的关系，以及基因组学和生物技术在现代遗传学中的应用等内容非常关注。这些都是当前生物学研究的热点，也是竞赛中可能出现的拔高题目。我期待它能提供一些前沿的知识和研究动态，让我能够站在更高的视角来理解遗传学。另外，书中是否有关于如何分析遗传图谱、解读基因测序数据等实用技能的讲解，我也很期待。这些都是竞赛中常考的动手能力和分析能力。我希望通过这本书，不仅能巩固基础，还能在竞赛中取得优异的成绩。

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我是一个对生命奥秘充满好奇的爱好者，虽然不是专业出身，但一直对遗传学有着浓厚的兴趣。《BRS Genetics》这本书，我听说它以通俗易懂、趣味性强而著称，这对我这样的非专业读者来说，是极大的吸引力。我希望它能够用一种轻松愉快的方式，将复杂的遗传学概念讲解清楚，让我能够感受到其中的魅力，而不是被枯燥的术语和公式吓倒。我特别想了解，书中是如何将抽象的基因行为与我们日常生活中观察到的生物现象联系起来的。比如，为什么我们会遗传父母的某些特征？为什么有些疾病会家族遗传？这些问题的答案，我希望能在书中找到清晰的解释。我对书中关于人类遗传学，特别是疾病遗传和遗传咨询的内容很感兴趣，想了解我们的基因是如何影响我们的健康，以及现代科技在遗传疾病方面的进展。我希望这本书能够激发我对遗传学更深入的探索欲望，让我能够更好地理解生命的多样性和复杂性。

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我在研究一个关于特定基因在植物抗逆性方面的课题，需要深入了解基因调控和表达的机制。《BRS Genetics》这本书，我听说它在分子遗传学和基因调控方面有非常详尽和深入的阐述，这正是我目前急需的。我希望它能为我提供扎实的理论基础，让我能够理解基因是如何在分子层面被调控，以及这些调控如何影响生物体的性状。我对书中关于转录因子、表观遗传修饰、microRNA等关键调控机制的讲解非常期待。我希望能够通过学习这些内容，为我的课题研究提供理论指导，帮助我更好地设计实验和分析数据。另外，我也希望书中能够包含一些关于基因编辑技术，比如CRISPR-Cas9等在植物育种和研究中的应用实例，这对于我目前的课题非常有启发意义。我对那些能够帮助我解决实际研究问题的书籍有着极高的评价标准，希望《BRS Genetics》能够达到我的期望，成为我课题研究的重要参考。

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这本《BRS Genetics》我确实是慕名已久，身边不少学长学姐都强烈推荐。据说它是理解遗传学核心概念的“圣经”级别读物，尤其适合备考或者想要系统性梳理知识的学生。我本来对遗传学一直有点畏惧，感觉那些交叉、突变、连锁什么的听起来就头大。但是听说了这本书的讲解方式非常清晰，逻辑性强，而且图文并茂，能够把抽象的理论可视化，这点对我来说太重要了。我希望它能帮助我拨开云雾，真正理解基因是如何传递、表达，以及疾病和性状是如何与基因相互作用的。我对书中关于孟德尔遗传定律的解释特别感兴趣，想看看它是如何循序渐进地引导读者建立起基本框架的。另外，对于分子遗传学部分，比如DNA复制、转录、翻译这些基础但又至关重要的过程，我也很期待它能有深入浅出的讲解，让我能够牢牢掌握。这本书的篇幅和内容深度，听说刚好能够满足从入门到精通的需求，不会过于浅显导致学不到什么，也不会过于深奥而劝退。我希望它能成为我学习遗传学道路上一个坚实的基石，让我对这个领域产生浓厚的兴趣，并且能够自信地应对未来的学习和研究。

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