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出版者:冶金工业出版社

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页数:0

译者:

出版时间:2002-04-01

价格:19.8

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isbn号码:9787502429447

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科技前沿探索：下一代计算架构与量子信息处理 本书面向对计算机科学最前沿领域充满好奇心与探索精神的读者，深入剖析了当前计算技术面临的瓶颈以及未来可能突破的全新计算范式。它并非一本基础操作手册，而是着眼于驱动未来信息技术革命的核心理论与工程挑战。 --- 第一部分：摩尔定律的终结与后冯·诺依曼时代的曙光 在过去半个多世纪里，集成电路的飞速发展支撑了信息技术的指数级增长。然而，随着晶体管尺寸逼近物理极限，传统的硅基半导体技术正遭遇前所未有的瓶颈——功耗墙、散热难题以及量子隧穿效应带来的可靠性降低。本书开篇即是对这一“摩尔定律放缓”现象的深刻剖析，并引导读者跳出传统计算思维的框架，探讨后冯·诺依曼架构的必要性与发展方向。 第一章：集成电路物理极限的再审视 本章详细阐述了CMOS技术在纳米尺度下面临的能效比困境。我们不仅仅停留在“速度变慢”的表象，而是深入到半导体物理层面，讨论了量子效应如何从根本上影响晶体管的开关特性。内容包括：亚阈值漏电流的精确建模、高K介质材料的应用限制，以及光刻技术（如EUV）在解决制造复杂性上的最新进展与成本挑战。 第二章：非传统计算范式的崛起 面对冯·诺依曼结构中“存储墙”和“功耗墙”的双重制约，本部分聚焦于那些旨在根本上改变信息处理模式的新兴架构。 类脑计算（Neuromorphic Computing）： 探讨了模仿生物神经元和突触结构的硬件实现，如忆阻器（Memristor）阵列。我们详细分析了脉冲神经网络（SNN）的算法优势，特别是在低功耗模式识别和实时决策中的潜力。本章将涉及脉冲编码、事件驱动的计算模型，以及如何设计高效的训练算法来适应这种非传统的并行处理机制。 光子计算（Photonic Computing）： 聚焦于利用光子而非电子进行信息传输和处理的优势——极高的带宽和极低的延迟。本书将解析集成光子学（Integrated Photonics）如何实现高速调制器、波导路由器以及光交叉开关。高级章节还会触及基于微环谐振器（Micro-ring Resonator）的片上集成光学计算单元的设计原理。 DNA存储与计算： 将生物大分子的稳定性和极高信息密度引入信息技术领域。内容涵盖了如何利用DNA聚合酶和限制酶进行并行分子计算，以及未来在海量冷数据存储方面的应用前景。 --- 第二部分：量子信息处理的理论基石与工程挑战 本书的第二核心部分将笔墨集中于目前最具颠覆性潜力的领域——量子计算。本部分旨在为读者构建一个清晰的、从基本物理原理到实际硬件实现的知识体系。 第三章：量子力学基础回顾与信息论的拓展 本章并非对量子力学基础知识的简单复述，而是从信息科学的角度切入。重点分析了量子比特（Qubit）的定义、量子态的叠加与纠缠特性，并引入了量子信息论中的核心概念，如冯·诺依曼熵、互信息以及量子信道容量。理解这些概念是评估量子算法性能的关键。 第四章：主流量子计算平台的硬件实现 量子计算机的构建依赖于对特定物理系统的精确操控，不同的物理载体孕育了不同的技术路线。本章对当前研究热点进行了详尽的对比分析： 超导量子比特（Superconducting Qubits）： 深入探讨了基于Transmon和Flux Qubit的架构。内容包括微波脉冲的精确控制、Qubit之间的耦合机制（如耦合谐振腔），以及实现高保真度单比特和双比特门操作的关键技术，尤其关注退相干时间的优化策略。 离子阱量子计算（Trapped Ions）： 分析了利用激光冷却和电磁场捕获单个离子，并使用激光脉冲实现量子门操作的原理。重点解析了“Mølmer–Sørensen”门在实现高连通性双比特门中的作用，以及其在实现高保真度计算方面的优势。 拓扑量子计算与Majorana费米子： 这一前沿领域被视为抗噪声的终极解决方案。本书将介绍拓扑量子比特的概念，解释“编织”（Braiding）操作如何实现对环境噪声的内在免疫力，以及当前在半导体异质结材料中寻找和验证Majorana零能模（MZMs）的实验进展。 第五章：量子纠错码与容错计算 当前的量子系统面临着严峻的噪声问题。本章聚焦于如何通过编码冗余来保护脆弱的量子信息。 表面码（Surface Codes）与环码（Toric Codes）： 详细解析了这些二维编码方案的结构、逻辑比特的编码方式以及实现容错操作（如逻辑门操作）所需的“测量与反馈”循环。 开销分析： 评估了实现一个有用的、能解决实际问题的容错量子计算机所需的物理Qubit数量、门操作速度以及所需的时间复杂度。 --- 第三部分：应用领域的前沿预测与跨界融合 本书最后一部分展望了这些新兴计算技术在解决特定领域复杂问题时的实际潜力，并探讨了它们与现有技术的集成路径。 第六章：量子算法的突破性潜力 除了著名的Shor算法和Grover算法外，本书还详细分析了量子退火（Quantum Annealing）在组合优化问题上的应用，以及变分量子本征求解器（VQE）在模拟复杂分子电子结构中的表现。针对材料科学和药物发现领域，我们探讨了如何将量子化学模拟的精度优势转化为实际的工程应用。 第七章：混合计算架构的未来展望 完全脱离经典计算的“纯量子时代”仍遥远。本章探讨了在可预见的未来，量子处理器（QPU）如何作为加速器与高性能经典计算集群（HPC）协同工作。内容包括：如何设计高效的“量子-经典”迭代循环，数据如何在CPU/GPU和QPU之间安全、快速地传输，以及云计算平台如何封装和提供量子计算资源。 结论：信息技术的范式转移 本书的结论部分总结了从比特到量子比特、从串行到极度并行、从确定性到概率性的计算哲学转变。它旨在激发读者对下一代信息技术核心原理的深刻理解，为有志于投身于这一激动人心的科研和工程领域的人才提供坚实的理论基础和前瞻性的视角。本书的内容聚焦于理论深度、前沿技术对比与未来趋势预测，与基础软件操作指南（如Word文档处理）的范畴完全不同。

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坦率地说，这本书的“用户体验”设计得非常糟糕，它完全没有考虑到非技术背景读者的认知习惯。作者的语言风格过于学术化和干燥，读起来就像在啃一本枯燥的教科书，而不是一本旨在帮助用户解决实际问题的指南。我尝试让我的一个刚接触电脑的亲戚阅读其中的“图文混排”章节，他读了不到五分钟就放弃了，抱怨说“根本不知道作者在说什么，那些斜体、粗体、加粗的词汇都不知道对应哪个按钮”。真正的入门书籍，应该用最通俗的比喻，最贴近生活的场景来讲解复杂的功能，比如，将“域代码”比喻成一个可以自动更新的“魔法标签”，将“模板”比喻成一个预先设定好的“标准信纸”。这本书完全没有这种亲和力，它假设读者已经具备了一定的计算机词汇基础。对我而言，购买一本软件指南，就是希望它能充当一个耐心的“翻译官”，将软件的晦涩语言转化为我能理解的操作指令。这本书的翻译工作显然做得不够到位，使得学习过程变成了一种令人沮丧的对抗，而不是一次愉快的探索。

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这本书的案例简直是老掉牙了，让我怀疑这是不是哪位前辈多年前的讲义直接拿来印刷的。我手头的工作涉及到处理大量的商务报告，需要用到最新的图表嵌入和数据可视化功能，尤其是在处理跨文档引用和链接方面有很高的要求。这本书里介绍的技巧，很多似乎还停留在Windows 98或者Office 2000的时代。比如，关于表格处理的部分，它花了大篇幅介绍如何手动通过单元格合并来实现复杂的布局，但对于现代Word中强大无比的“表格属性”和自动套用格式的功能几乎一带而过。更别提关于网络协作和云存储的版本控制了，这在今天的办公环境中是标配，这本书里却只字未提，仿佛我们都还是用软盘保存文件的年代。我试着跟着书上的一个关于“邮件合并”的步骤操作，结果发现，因为我的Word版本（虽然比2002新不了几年）界面已经有了很大变化，书中的菜单名和图标都对不上号，我只能靠猜测来对应，效率极其低下。如果一本书的实用价值严重依赖于它所针对的软件版本，那么它应该明确标注，并且在内容上尽量保持对后续版本的兼容性，这本书显然没有做到这一点。

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我花了整整一个下午的时间，试图从这本书里找到关于“样式”设置的清晰指导，结果令人大失所望。我清楚地记得，我需要快速掌握如何统一修改文档中所有标题的字体和颜色，这是我日常工作中最频繁的需求。翻阅目录，我找到了相关的章节，但里面的描述非常概念化，充满了诸如“层级结构定义”和“模板关联性”这类术语，却很少有直观的截图或具体的步骤分解。比如，它提到了“样式集”的概念，但我压根不知道在哪里点击才能调出这个“集”，书里没有清晰地标出菜单栏中的具体路径。对比我之前看过的几本关于Excel的指南，那些书即便内容稍显陈旧，至少图文并茂，每一步操作都有明确的鼠标点击指示。这本书给我的感觉就像是把一本专业的技术手册强行塞进了入门读物的框架里，深度不够，广度又显得杂乱无章。我更希望看到的是，它能用大白话告诉我：你点“格式”菜单，然后选“样式和格式”，接着右键点击你要修改的“标题一”，选择“修改”，然后你就能看到字体选项了——这种具体到不能再具体的指引。这本书在这方面做得太失败了，感觉作者更像是想展示自己对Word的理解深度，而不是真心想教会读者。

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这本书的排版简直是灾难！拿到手的时候我就觉得有点不对劲，装帧松松垮垮的，翻开第一页，嚯，那字体，怎么回事？小得跟蚂蚁爬一样，而且行距也挤得让人心慌。我本来是想找本适合我这种电脑小白入门的软件书，结果光是适应这阅读体验就花了我半天工夫。说实话，我买的时候对“入门与技巧”这几个字抱有很大期待，以为能手把手教我怎么用Word处理文档，比如如何插入图片、设置页眉页脚这些基础操作，结果里头大篇幅都在讲一些我根本用不上的“高级功能”，什么宏编程啊，复杂的字段设置，看得我一头雾水。感觉作者写这本书的时候，压根没站在一个初学者的角度去考虑问题。如果只是想找一本工具手册放在手边偶尔查阅倒也罢了，但如果想系统学习，这本书的“可读性”简直是负分。我甚至怀疑，是不是出版商为了凑页数，把一些不着边际的内容硬塞进来了，导致真正有用的信息被淹没在了大量晦涩的文字描述中。我对这本书的物理感受和内容的组织逻辑都非常不满意，希望下一版能彻底改进排版和结构。

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购买这本书的初衷是希望能够系统提升我的文档处理效率，特别是关于提高排版速度和规范性。然而，书中的“技巧”部分更像是零散的知识点堆砌，缺乏一个清晰的逻辑主线来串联。举个例子，它分别在第三章、第七章和第十章提到了关于“页码设置”的内容，但三处的解释和涉及的场景都不尽相同，让读者很难形成一个完整的认知框架。比如，第三章讲了最基础的页码插入，第七章突然跳到了“长文档分节符与不同章节的页码格式”，而第十章又提到了一个和打印机驱动相关的页码校正问题。这种碎片化的信息呈现方式，使得读者在试图构建一个“我可以独立完成一份复杂报告”的技能包时，会感到非常吃力，必须在全书范围内不断地去搜索和比对不同的章节才能找到完整的解决方案。我希望看到的是，有一个专门的章节，集中讲解所有与文档结构和分页相关的技巧，从最简单的到最复杂的，一步步递进，这样学习起来才会事半功倍，而不是像现在这样，感觉像在玩一个知识点的“打地鼠”游戏，按下了一个，另一个又冒了出来。

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