具体描述
本书主要介绍当今通信领域的最新技术。本书内容全面，讲解透彻，包括传统的电子通信系统以及现代数字技术以及现代无线通信系统。第2版对数据通信、因特网技术、高分辩率电视和光纤通信等部分内容都进行了更新，以跟踪最新的技术发展趋势。
本书适合作为电子、通信等专业学生的教学参考书也可作为电子工程师的技术考书。
《量子纠缠的奥秘与前沿应用》 内容简介： 本书深入剖析了量子纠缠这一宏大而精妙的物理现象，旨在为对基础物理学、信息科学以及未来技术发展充满好奇的读者构建一个全面、深入的认知框架。我们不探讨任何宏观尺度的经典信息传输或传统电子学原理，而是将焦点完全置于微观世界中粒子间超越时空的奇特关联。 第一部分：量子纠缠的理论基石 本部分将打下坚实的理论基础，引导读者从经典物理的视角过渡到量子力学的世界观。 第一章：回归量子本源 详细阐述了普朗克常数、波粒二象性以及海森堡不确定性原理的深刻含义。我们不会涉及任何关于电磁波传播或信号调制的讨论，而是专注于如何用波函数来描述粒子状态。本章会详细解读薛定谔方程，并解释其在描述独立量子系统演化中的核心作用。着重探讨了量子态的叠加原理，这是理解纠缠的前提。 第二章：贝尔不等式与非定域性 这是理解量子纠缠与经典物理本质区别的关键章节。我们将详细回顾爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）提出的佯谬，其核心是对“定域实在论”的坚持。随后，我们将引入约翰·贝尔的数学工具——贝尔不等式，并展示实验如何一次又一次地违反这些不等式。解释“非定域性”在量子力学中的含义，强调这并非指信息的超光速传递，而是一种内在的关联性。本章完全避开任何关于通信信道或信号传输的描述。 第三章：纠缠态的数学描述 本章深入到数学层面，教授如何精确地量化纠缠。我们将聚焦于复合量子系统，特别是两个量子比特（qubits）的希尔伯特空间。详细介绍常用的最大纠缠态，如贝尔态（Bell States）——$Phi^+, Phi^-, Psi^+, Psi^-$的构造与性质。讨论冯·诺依曼熵（Von Neumann Entropy）作为纠缠度量的应用，以及如何利用纠缠熵来量化子系统所包含的纠缠信息。本章的重点是代数和张量积，而非任何电路图或频域分析。 第二部分：纠缠的生成、操控与测量 本部分将探索如何在实验中创造和维护这些脆弱的量子关联，以及测量过程如何瞬间影响整个纠缠系统。 第四章：实验中的纠缠源 本章系统性地介绍了当前主流的纠缠光子对产生技术。详细阐述了自发参量下转换（SPDC）和自发四波混频（SFWM）的物理过程，包括泵浦光、信号光和闲频光的能量守恒与动量守恒。我们将分析如何通过晶体类型（如BBO）、泵浦波长和几何排布来优化纠缠光子的产生率和纠缠质量。不会涉及任何光纤耦合或探测器效率的经典优化问题。 第五章：量子操控的精密艺术 探讨了如何对纠缠粒子进行操控，特别是对量子比特的酉变换（Unitary Transformations）。详细介绍泡利矩阵（Pauli Matrices）$sigma_x, sigma_y, sigma_z$及其在量子门操作中的作用。重点讲解了实现双比特门的关键——受控非门（CNOT Gate）的理论构建，以及如何利用激光脉冲或微波共振来精确地驱动量子态的演化，使其脱离初始的零态或基态。 第六章：测量坍缩与关联的显现 本章聚焦于量子测量的本质及其对纠缠态的影响。解释了投影公设，说明测量是如何将一个叠加态“坍缩”到某一个本征态上的。通过对贝尔态进行测量，展示实验结果如何完美地印证了量子力学的概率性预测，而非经典预设的隐藏变量。深入讨论了弱测量（Weak Measurement）的概念，作为一种探索测量对系统影响程度的先进技术。 第三部分：前沿应用与未来展望 本部分将目光投向如何利用这种非凡的量子关联，构建超越经典限制的新一代信息处理范式。 第七章：量子密钥分发（QKD）与量子密码学 详细介绍基于纠缠的密钥分发协议，特别是E91协议（基于纠缠的Ekert 91 协议）。重点分析纠缠对如何确保窃听者（Eve）的任何侦测行为都会被合法通信方（Alice和Bob）察觉。本章的讨论严格限制在信息安全和量子态的不可克隆定理的应用上，完全规避了传统加密算法（如RSA）或调制解调技术的讨论。 第八章：量子隐形传态的原理 本章是关于信息传输概念上的革命。详细阐述量子隐形传态（Quantum Teleportation）的完整步骤：如何利用一个预先共享的纠缠对，结合对一个待传输量子态的联合测量，从而在远端重建出原始的量子态。强调此过程传输的是“状态信息”而非物质或能量，并重申了它无法实现超光速通信的物理限制。 第九章：纠缠在量子计算中的角色 探讨纠缠作为量子计算资源的核心地位。解释了多体纠缠（如GHZ态）如何为量子算法提供指数级的加速潜力。分析了量子纠错码（Quantum Error Correction Codes）如何利用纠缠来保护脆弱的量子信息不受环境噪声的破坏，例如表面码（Surface Codes）的基本拓扑结构，这与经典容错编码体系截然不同。 总结： 《量子纠缠的奥秘与前沿应用》是一本专注于量子力学核心——纠缠的深度探索之作。它摒弃了对电子学、信号处理、无线电波、调制解调、电路设计、电磁兼容性（EMC）以及传统通信系统架构的任何讨论，旨在纯粹地揭示自然界最深刻的关联性，并展望如何将其转化为下一代信息技术的基石。本书面向物理、数学和前沿信息科学的研究者、高年级学生以及所有渴望理解微观世界终极奥秘的求知者。
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