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出版者:机械工业出版社

作者:徐晓梅

出品人:

页数:528

译者:

出版时间:2002-1-1

价格:65.00

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787111093114

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《深入理解量子计算：原理、算法与未来图景》 一、本书概述：跨越经典界限的思维盛宴 在信息技术飞速发展的今天，我们正站在一个全新的计算范式——量子计算的门槛上。这本书，《深入理解量子计算：原理、算法与未来图景》，并非简单地介绍一个新兴的技术分支，而是旨在为读者构建一个全面、深入且富有洞察力的知识体系。它将带领读者从微观物理学的根基出发，逐步揭示量子叠加态、量子纠缠等奇特现象如何转化为强大的计算能力，并详细剖析当前已有的和未来可期的量子算法，最终描绘出量子计算对科学、工业乃至哲学思考可能产生的颠覆性影响。 本书的编写遵循严谨的学术标准，同时兼顾工程实践的可理解性。我们避免了浮于表面的炒作，专注于核心概念的阐释、数学原理的推导以及实际硬件实现面临的挑战。对于希望真正掌握量子信息科学精髓的读者而言，这是一部不可或缺的深度指南。 二、核心内容深度解析 第一部分：量子力学基础与信息论的重构（理论基石） 本部分是理解量子计算的物理和数学基础。我们深知，没有扎实的量子力学背景，量子计算的“魔力”就无法被真正理解。 1. 量子力学的核心公设重温与信息视角： 我们不只是简单回顾薛定谔方程或不确定性原理，而是将这些概念转化为量子信息的基本元素。重点探讨了希尔伯特空间的概念、态矢的演化，以及测量过程如何导致波函数坍缩，并引入了密度矩阵来描述混合态，为处理噪声和退相干性做好铺垫。 2. 量子比特（Qubit）：超越经典比特的本质： 详细解析了单比特和多比特系统的状态表示，特别是布洛赫球的几何意义。我们深入探究了如何通过酉矩阵（Unitary Matrices）来描述量子门操作，解释了为什么量子计算的计算过程本质上是可逆的。 3. 量子纠缠与非定域性： 纠缠是量子计算区别于经典计算的最核心资源。本章用严谨的数学语言定义了纠缠态，探讨了贝尔不等式的物理含义及其对局部实在论的挑战。特别关注了EPR对的构建及其在量子隐形传态中的应用，为理解量子通信和容错计算打下基础。 第二部分：量子门、电路与计算模型（工程实现层面） 本部分关注如何将抽象的量子力学转化为可执行的计算步骤。 1. 基本量子逻辑门集： 详细介绍了泡利门（X, Y, Z）、Hadamard门（H）以及相位门（S, T）的矩阵表示和对量子态的作用。我们证明了存在一个足够小的通用量子门集（如H、T和CNOT），可以构造出任意的量子电路。 2. 多量子比特操作与控制逻辑： 重点剖析了多量子比特的组合操作，特别是受控非门（CNOT）和Toffoli门（CCNOT）作为构建复杂逻辑电路的关键组件。我们探讨了如何使用这些门实现量子加法器和乘法器的基本模块。 3. 量子计算模型比较： 对比了电路模型、绝热量子计算模型以及测量驱动量子计算模型（One-Way Quantum Computer）的异同。对于绝热计算，本书深入分析了其基于哈密顿量的演化，以及它在特定优化问题中的潜力。 第三部分：里程碑式的量子算法与复杂度理论（核心应用） 这是全书的精华所在，详细解读了那些预示着量子计算巨大潜力的关键算法。 1. Shor算法的完全推导： 细致地分解了Shor算法的两个核心部分：周期查找（利用量子傅里叶变换QFT）和经典后处理。本书提供了QFT的详细电路实现，并分析了其相对于经典大数分解算法在时间复杂度上的指数级优势。 2. Grover搜索算法的优化与深入分析： 不仅介绍了Grover算法的基本框架——振幅放大技术，还探讨了如何将其应用于更复杂的优化问题，并分析了其平方级加速的理论极限。我们还讨论了如何在实际有噪声的硬件上近似实现Grover迭代。 3. 量子模拟：对物理学的回归： 量子计算最直接的应用在于模拟其他量子系统。本书详细阐述了如何使用Trotter-Suzuki分解方法来模拟哈密顿量的演化，并展示了其在模拟分子结构和材料科学中的具体案例，这是超越Shor和Grover算法的、更具普适性的应用方向。 第四部分：实践、挑战与未来展望（硬件与前沿） 本部分将理论与现实连接起来，探讨当前量子计算领域的研究前沿和工程难题。 1. 硬件平台综述与对比： 全面评估了当前主流的物理实现路径，包括超导电路（Transmon）、离子阱、拓扑量子比特、光量子和中性原子阵列。我们深入分析了每种平台的相干时间、门保真度、可扩展性等关键指标，并讨论了它们各自在实现容错量子计算（FTQC）道路上的优势与瓶颈。 2. 量子纠错码与容错计算： 强调了噪声对NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）时代计算的限制。本书详细介绍了表面码（Surface Code）等主要的拓扑量子纠错方案，解释了如何利用编码冗余来检测和修复错误，实现逻辑量子比特的构建。 3. 量子机器学习与新兴交叉领域： 探讨了量子电路如何嵌入到经典机器学习流程中（如Variational Quantum Eigensolver, VQE；Quantum Neural Networks, QNNs）。我们审慎分析了这些混合算法在当前噪声环境下可能展现的“量子优势”。 三、本书的独特价值与读者对象 本书的价值在于其内容的深度、广度以及逻辑的严密性。我们避免了对复杂的量子力学概念进行过度简化，而是致力于提供扎实的推导和直观的物理图像。 本书适合以下读者群体： 计算机科学与数学专业的高年级本科生和研究生： 为其提供坚实的理论基础和前沿算法的系统学习路径。 物理学与工程学领域的研究人员： 希望了解如何将量子物理原理转化为可操作的计算模型。 寻求技术突破的软件工程师与架构师： 希望在下一代计算平台出现时，能迅速把握其核心原理和潜在的应用场景。 通过阅读《深入理解量子计算：原理、算法与未来图景》，读者将不再把量子计算视为遥远的科幻概念，而是能以一种深刻且务实的视角，参与到这场改变信息处理范式的伟大变革之中。

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《XML技术内幕》给我最大的触动，可能在于它所承诺的“内幕”二字。这意味着它不仅仅是讲解XML的语法和API，更重要的是要揭示XML的设计哲学和底层原理。我希望能在这本书中读到关于XML命名空间（Namespace）的深度解析。命名空间是一个非常强大但也容易让人感到困惑的概念，理解它对于避免XML文档中的元素和属性命名冲突，实现不同XML方言的互操作至关重要。这本书能否解释清楚命名空间的引入背景、工作机制，以及在实际应用中如何有效地管理和使用它？我还会关注书中对XPath和XSLT的讲解。XPath是查询XML文档的强大工具，而XSLT则是将XML文档转换为其他格式（如HTML、文本）的转换语言。我期待这本书能通过丰富的实例，教会我如何熟练运用XPath进行精确定位，以及如何利用XSLT实现灵活的数据转换和报表生成。这些工具的学习和掌握，将极大地提升我处理和应用XML数据的能力。

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《XML技术内幕》这本书，对我而言，更像是一次对数据结构和表示方式的深度探索。我一直对不同数据格式的设计理念和演变过程感到好奇。XML凭借其清晰的层次结构和良好的可扩展性，在数据表示领域留下了深刻的印记。我希望这本书能够深入分析XML在数据建模方面的优势，以及它如何支持复杂的、嵌套的数据结构。我也会关注书中关于XML与数据库交互的部分。如何在关系型数据库和XML数据之间进行有效的映射和转换，是很多系统集成中会遇到的挑战。这本书能否提供一些关于XML数据库（如eXist-db, BaseX）的应用介绍，或者是在传统关系型数据库中存储和查询XML数据的技术方案？更重要的是，我期待能够理解XML是如何促进不同系统之间的数据互操作性的。它是否能够作为一种通用语言，连接起那些原本相互隔离的数据源，实现信息的自由流动？

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作为一个长期在软件开发一线摸爬滚打的开发者，我对《XML技术内幕》中关于XML在企业级应用中的地位和作用的内容格外关注。在复杂的企业信息系统中，数据交换的标准化和互操作性是至关重要的挑战。XML凭借其灵活性和可扩展性，在过去很长一段时间内都扮演着核心角色。我希望这本书能够深入剖析XML是如何支撑起各种企业级架构的，例如SOA（面向服务的架构）以及微服务架构中，XML在服务契约定义、数据传输等方面发挥的作用。我特别想了解，在现代技术栈中，XML是如何与其他技术，如JSON、Protocol Buffers等进行交互和融合的。它是否依然是不可或缺的一部分，还是正在被新的技术所取代？这本书能否为我提供一些关于如何在这种混合数据格式的环境下进行有效开发的指导？同时，我对于书中关于XML安全性的探讨也充满了期待。在数据传输和存储过程中，如何确保XML数据的完整性和保密性，防止XML注入等攻击？这些实际的安全考量，对于构建安全可靠的系统至关重要。

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我是一位对数据治理和数据质量有着强烈追求的技术人员，《XML技术内幕》这本书名对我而言，就如同打开了一扇通往更规范、更严谨的数据世界的大门。我始终相信，只有深刻理解数据的内在结构和规范，才能更好地对其进行管理、分析和利用。因此，我对书中关于XML Schema（XSD）的详细讲解部分抱有极高的期待。我希望这本书能够不仅仅是教授XSD的语法，而是要深入阐述XSD的类型系统、约束规则、以及它在数据校验、数据集成和数据交换中所扮演的关键角色。理解XSD如何定义数据的结构、数据类型、以及元素和属性之间的关系，对于确保数据的准确性、一致性和可读性至关重要。我期待通过阅读这本书，能够掌握设计健壮、高效XSD的方法，从而为我的数据项目构建坚实的基础。此外，对于XML在元数据管理方面的应用，我也非常感兴趣。XML是否能够有效地描述和管理数据的元数据，从而提升数据资产的可发现性和可用性？

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我是一名对技术细节有着近乎偏执追求的开发者，《XML技术内幕》这本书的出现，无疑满足了我对于“透视”XML的渴望。我希望这本书能够深入到XML解析器的内部工作机制，而不是仅仅停留在API的使用层面。我期待能够理解SAX和DOM解析器是如何在内存中构建或处理XML文档的，它们内部的数据结构是什么样的？在解析过程中，又会涉及到哪些关键的算法和数据处理流程？此外，对于XML在不同平台和语言中的实现，我也有着浓厚的兴趣。例如，Java中的JAXP（Java API for XML Processing），.NET中的System.Xml命名空间，以及Python中的xml.etree.ElementTree等库，它们在底层是如何实现XML的解析、生成和操作的？这本书能否提供一些跨平台的XML处理的比较和最佳实践，帮助我选择最适合特定开发环境的XML处理方案？我相信，对这些底层细节的理解，将能够极大地提升我编写高效、健壮XML处理代码的能力。

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随着技术的发展，新技术如雨后春笋般涌现，但很多底层技术依然坚韧地存在并发挥着重要作用。《XML技术内幕》这本书，在我看来，正是对XML这种经典技术的深度挖掘。我尤其想了解XML在现代Web开发中的角色。虽然JSON在前端数据传输中占据了主导地位，但XML在某些领域，例如RSS订阅、Atom Feed、以及一些旧有的Web服务接口中，依然扮演着重要角色。我希望这本书能够为我梳理XML在这些场景下的应用，并提供一些如何在现代Web应用中与XML进行交互的最佳实践。此外，书中关于XML在配置管理方面的探讨也引起了我的兴趣。很多应用程序和框架依然使用XML作为其配置文件格式，理解XML的层级结构和属性设置，对于正确配置和管理这些系统至关重要。这本书能否提供一些关于如何编写、解析和管理XML配置文件的技巧，帮助我更有效地进行系统配置？

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XML技术内幕，这个书名本身就带着一种探索未知、深入本质的吸引力。我拿到这本书的时候，脑海中闪过的第一个念头是：终于有这样一本能够带我穿透XML那层看似简单的标签，直达其核心构造和运作原理的书了。市面上关于XML的书籍不可谓不多，但很多流于表面，讲解语法，提供示例，却很少能深入到XML为何如此设计，它的诞生背景、在各种技术生态中的演进，以及那些隐藏在规范背后的设计哲学。我一直觉得，要真正掌握一项技术，不能仅仅满足于“知其然”，更要“知其所以然”。所以我对《XML技术内幕》充满了期待，希望它能为我揭示XML技术更深层次的奥秘，让我能够从根本上理解XML的强大之处，以及它如何在现代软件开发和数据交换中扮演如此重要的角色。这本书的厚度也让我感到一丝欣慰，通常厚重的技术书籍往往意味着内容的深度和广度，这正是吸引我这种求知欲旺盛的读者的关键所在。我希望这本书能够填补我在XML理解上的空白，让我不再是那个只能熟练使用XML，却对其底层机制感到模糊的开发者。

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在软件开发领域，对于效率和性能的追求从未停止。《XML技术内幕》这本书，在我看来，就好像是一份关于如何高效利用XML的“秘籍”。我非常期待书中能够深入探讨XML解析和序列化的性能优化技巧。我知道，对于大规模的XML数据处理，不当的操作很容易导致内存占用过高、处理速度缓慢等问题。我希望能在这本书中学习到如何根据不同的场景选择合适的解析器（DOM vs SAX），如何利用流式处理技术来减少内存消耗，以及如何设计更高效的XML序列化方案。此外，对于XML的压缩和编码方式，我也抱有浓厚的兴趣。在网络传输和存储数据时，如何选择最适合的编码格式（如UTF-8, UTF-16）以及是否有什么XML压缩的技术能够进一步减小数据体积，从而提高传输效率？这些实用的性能优化知识，对于我来说，是提升开发效率和项目整体表现的关键。

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这本书的标题——《XML技术内幕》，让我对其中关于XML解析器的内容抱有极大的兴趣。我一直对计算机如何处理和理解XML文件感到好奇。是怎样的算法和数据结构在幕后默默工作，将那些看似杂乱的标签转化为机器可读的数据？我希望能在这本书中找到答案。我期待书中能详细介绍DOM（Document Object Model）和SAX（Simple API for XML）这两种主流的解析方式，不仅要讲解它们的API和使用方法，更重要的是要分析它们的设计理念、优缺点以及适用的场景。了解DOM解析如何构建内存中的树状结构，以及SAX解析如何以事件驱动的方式处理XML，对于优化XML处理性能、避免内存溢出等问题至关重要。此外，对于XML的序列化和反序列化过程，我也希望有更深入的理解。如何在程序代码和XML文档之间进行高效、准确的转换，是许多开发者都会面临的技术难题。这本书能否提供一些行之有效的策略和最佳实践，让我能够写出更健壮、更高效的XML处理代码？

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翻开《XML技术内幕》的扉页，扑面而来的是一种严谨而专业的学术气息。我尤其关注其中关于XML的起源和演变的部分。过去，我对于XML的认识更多停留在它作为一种数据表示格式的层面，但这本书似乎要将我带回到那个互联网初兴、数据交换标准亟待建立的时代。我想了解，是什么样的技术挑战促使了XML的诞生？它又是如何从SGML这棵大树上汲取养分，并最终发展出自己独特的优势和生命力的？我对XML Schema（XSD）的深入讲解也充满了好奇。与DTD相比，XSD在类型定义、命名空间管理等方面无疑更强大、更灵活，但其复杂性也让不少初学者望而却步。我希望这本书能够循序渐进地剖析XSD的精髓，让我理解其在数据校验、数据绑定以及提高数据质量方面的重要作用，而不是仅仅停留在语法层面。同时，我也非常期待书中对XML在不同应用场景下的实践案例的分析，例如在Web服务（SOAP）、企业信息集成（EDI）、配置管理等领域的应用，这能帮助我更直观地理解XML的实际价值和技术优势。

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