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出版者:人民邮电出版社

作者:塞尔

出品人:

页数:442

译者:张之超

出版时间:2004-1

价格:48.0

装帧:平装

isbn号码:9787115108401

丛书系列:

图书标签:

• 专业
• 很好
• wireless
• v
• communication
• 565156
• 无线通信
• 设备设计
• 通信系统
• 射频电路
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• 网络架构
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• 系统集成
• 硬件设计
• 电磁兼容

《量子计算与信息学前沿探索》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角，聚焦于量子计算、量子信息处理以及相关交叉学科的最新研究进展与理论基础。本书内容覆盖了从基础的量子力学原理到尖端的量子算法设计与实现，力求在理论深度与实践应用之间搭建起一座坚实的桥梁。 第一部分：量子力学基础与信息论的融合 本书伊始，我们将系统回顾理解量子计算所必需的数学与物理基础。第1章详细阐述了线性代数在量子态描述中的核心作用，包括希尔伯特空间、算符、测量理论的严格数学表述。我们深入探讨了狄拉克符号体系，并将其应用于描述复合系统和纠缠态。 第2章聚焦于量子信息论的基石。不同于经典信息论，本书着重讲解了熵在量子世界中的新表现形式——冯·诺依曼熵，以及量子比特（Qubit）的特性。我们详细分析了量子信道容量的概念，并讨论了不可克隆定理的深刻物理意义及其对信息传输的限制。这一部分为后续理解量子通信和量子密码学打下了坚实的基础。 第二部分：量子计算模型与核心算法 本部分是本书的核心，致力于解析构建通用量子计算机所需的关键理论模型和颠覆性算法。 第3章全面解析了量子电路模型。我们不仅介绍了量子门（如Hadamard门、相位门、CNOT门等）的矩阵表示和物理实现逻辑，还探讨了如何通过门序列构造复杂的量子逻辑操作。重点讨论了通用量子门集的完备性，并简要概述了物理平台上实现量子门的操作精度要求。 第4章是关于量子算法的深度剖析。我们将重点放在能够展现量子计算超越经典计算能力的“量子优势”算法上。 Shor算法：我们将详细分解其核心步骤——因子分解，特别是量子傅里叶变换（QFT）在其中的关键地位。我们将展示如何利用QFT的高效性来加速大数分解过程，并讨论其对现代密码体系的潜在冲击。 Grover搜索算法：本书将深入探讨其二次加速的原理，通过对振幅放大技术的几何和代数解释，阐明其如何在无结构数据库搜索中展现效率优势。 量子近似优化算法（QAOA）与变分量子本征求解器（VQE）：针对当前噪声中等规模量子（NISQ）设备的应用限制，本章会详细介绍这些混合量子-经典算法的设计哲学、目标函数优化策略，以及在解决组合优化问题和分子模拟中的最新进展。 第三部分：量子模拟与物理系统的求解 量子计算机在模拟自然界中的量子现象方面展现出无与伦比的潜力。 第5章专门探讨了哈密顿量模拟技术。我们阐述了时间演化算符的精确演化（如Trotter-Suzuki分解法）和变分方法。重点分析了如何将复杂的多体薛定谔方程映射到可执行的量子电路操作上，为化学计算和材料科学研究提供了理论工具。 第6章关注于量子场论的离散化和模拟挑战。我们探讨了晶格规范理论在量子计算机上的实现可能性，分析了模拟费米子和玻色子系统的技术难点，例如费米子签名字问题的规避策略。 第四部分：量子物理层面的实现技术与挑战 本书的最后一部分将目光投向将理论转化为实际硬件的工程挑战。 第7章深入对比了当前主流的量子比特物理实现平台。我们将详细考察超导电路（Transmon）、离子阱、中性原子、拓扑量子位和光子系统在退相干时间、门操作保真度、可扩展性等关键指标上的优劣。特别关注了量子比特间的耦合机制与互联网络设计。 第8章着重于量子纠错码。面对现实硬件中不可避免的错误，本章全面介绍纠错理论，包括汉明码、表面码（Surface Code）和拓扑量子纠错码的编码、解码过程。我们将详细分析阈值定理的意义，并探讨在实际噪声模型下实现容错量子计算所需的工程资源估算。 附录： 包含量子信息处理中常用的数学工具回顾，以及当前全球领先的量子计算架构和路线图分析。 本书适合具有扎实微积分、线性代数和基础物理学背景的研究人员、高年级本科生及研究生。它不涉及射频工程、基带处理或传统网络协议，而是纯粹聚焦于量子信息科学的理论深度与前沿探索。读者在阅读完本书后，将能够独立理解和评估量子计算领域最核心的算法、模型和硬件实现面临的根本性挑战。

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这本书的装帧设计倒是挺吸引人的，封面那拉丝的金属质感，配上现代感的字体排版，让人第一眼就觉得这是一本分量很足的专业参考书。我最初是冲着“大全”两个字去的，希望能找到一个全面覆盖无线通信领域各个角落的知识宝库，尤其是在协议栈的底层细节和新兴的5G/6G技术融合应用方面，希望能看到一些深入的、不同于市面上常见教材的独特见解。 比如，我对射频前端的功率放大器设计、低噪声放大器（LNA）的噪声匹配优化，以及滤波器阵列在MIMO系统中的波束赋形算法实现，这些硬核内容抱有极高的期待。我特别希望它能提供一些实际的工程案例分析，比如某个特定厂商的基站模块是如何进行热设计和电磁兼容性（EMC）处理的，而不是停留在理论公式的罗列。如果书中能对不同通信标准（如Wi-Fi 6E和Sub-6GHz 5G NR）在实际部署中遇到的同频干扰抑制策略进行详尽对比，并给出具体的优化参数设置流程，那绝对是物超所值。遗憾的是，我翻阅后发现，书中的内容似乎更倾向于对已有技术的梳理和概括，对于我急需的、关于先进调制解调技术（如高阶QAM在非理想信道下的性能损失分析）的深入剖析和新型架构的创新探讨，着墨不多，整体感觉更像是一本结构详实的知识手册，而非解决尖端工程难题的实战指南。

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我购买此书的另一个主要目的是希望它能提供关于无线设备认证、频谱管理法规以及国际标准制定流程的权威解读。在任何一个严肃的通信工程项目中，将设计转化为可商用产品的过程中，合规性是绕不开的大山。我期待这本书能够详细解析FCC、ETSI或CCSA等机构对于特定频段的功率谱密度（PSD）限制、杂散辐射（Spurious Emissions）的要求，以及测试流程中的关键验收标准。我希望看到关于电磁兼容性（EMC）测试失败案例的分析，以及如何从设计源头上规避这些问题。然而，这本书对于这些至关重要的“非技术性”但却是“决定性”的工程环节，几乎避而不谈。它的视角完全聚焦于“如何实现功能”，而对“如何让这个功能合法地工作并推向市场”缺乏应有的关注。这使得这本书在完整性上存在一个巨大的盲区——它培养了一个出色的“技术实现者”，但却没能提供成为一个合格的“产品设计师”所必须具备的合规视野和风险意识。对于需要进行产品化和全球市场准入的工程师而言，这本书提供的知识广度远不如其深度来得扎实，其价值的边际效应递减得非常快。

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这本书的排版和校对工作，说实话，让我这个有强迫症的读者感到非常不适。虽然信息量似乎很大，但整体的逻辑流淌性很差，章节之间的衔接显得生硬和跳跃，仿佛是多位作者在不同时间点将各自的讲义拼凑在一起的结果。更令人抓狂的是，书中图表的质量普遍不高，很多流程图和架构示意图模糊不清，线条交叉混杂，根本无法清晰地追踪信号的流向和控制逻辑。比如，在描述一个复杂的异构网络（HetNet）中的切换流程时，缺失关键的决策点和时序关系描述，使得读者需要反复在前后章节中比对，才能勉强理清其中的逻辑链条。此外，一些专业术语的首次出现时没有清晰的定义或缩写对照表，这对于跨领域学习的读者极其不友好。我不得不经常停下来，打开搜索引擎去确认某个缩写的确切含义，这极大地打断了阅读的沉浸感。一本旨在成为“大全”的工具书，其最基本的要求就是清晰、准确、易于检索，而这本书在基础的工程美学和细节把控上，显然是严重失分的，这直接影响了它作为一本实用参考书的权威性和可用性。

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我花了整整一个周末的时间，试图从这本书里挖掘出一些能够立即应用于我当前项目中，关于软件定义无线电（SDR）平台开发和FPGA加速的实战技巧。我特别关注了那些关于基带信号处理算法如何高效映射到并行计算架构上的细节，例如CORDIC算法在相位计算中的优化应用，或者快速傅里叶变换（FFT）在OFDM系统中如何通过流水线设计来降低延迟。我期望看到的是带有代码片段、仿真结果对比图和具体性能指标（如吞吐量、功耗效率）的章节。然而，这本书给我的印象是，它更像是为初入职场的工程师准备的“入门速查手册”，知识点罗列得非常完整，但几乎所有的讨论都停留在概念层面。它详细解释了香农定理的含义，描述了信道编码的基本原理，甚至给出了沃尔什-哈达玛变换的矩阵形式，但当我试图寻找如何利用MATLAB或Python进行快速原型设计，或者如何使用VHDL/Verilog描述一个高效的MIMO均衡器时，这些关键的“落地”内容就变得非常模糊不清，或者直接被跳过了。整体阅读体验下来，像是去图书馆借了一本信息量很大的百科全书，而不是一本能手把手教你建起一座信号处理塔的建筑蓝图。这种理论与实践之间的鸿沟，对于一个追求效率和即时解决问题的专业人士来说，实在有些令人泄气。

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从技术深度和前沿性的角度来看，这本书的表现远低于我的心理预期。我原本以为，既然书名中带有“设计”二字，必然会深入探讨当前业界正在攻克的那些“硬骨头”问题，比如低轨卫星通信（LEO SATCOM）的快速多普勒频移补偿机制，或者大规模物联网（mMTC）场景下的资源动态调度策略。我期待看到关于新型天线技术，例如智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surfaces, RIS）在未来无线环境下的潜力分析，以及如何将其与现有的毫米波（mmWave）系统进行集成。但这本书的内容似乎停留在3GPP Release 15/16的成熟技术阶段，对于更具颠覆性的研究方向，比如基于AI的波形设计或者量子通信在安全层面的融合应用，只是一笔带过，用词非常谨慎和保守。这使得这本书在“前瞻性”这一点上，完全无法满足一个关注未来技术路线图的研发人员的需求。它更像是一个“历史回顾”而非“未来展望”，对于需要指导下一代产品研发方向的决策者来说，价值有限，充其量只能作为巩固现有知识体系的背景读物，无法提供任何颠覆性的思维火花或技术启发。

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