非线性光学晶体材料科学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:张克从

出品人:

页数:541

译者:

出版时间:2005-3

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787030130419

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• 非线性
• 晶体
• 材料学
• 非线性光学
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《量子纠缠态的制备与操控技术研究》 简介 本书深入探讨了量子纠缠态的理论基础、制备方法及其在信息科学领域的应用前景。量子纠缠，作为量子力学中最奇特、最反直觉的现象之一，为信息处理、通信和传感等领域带来了革命性的突破。本书旨在系统梳理当前量子纠缠态制备与操控的研究进展，为相关领域的科研人员、研究生及对量子技术感兴趣的读者提供一份详实的参考。 核心内容概要 本书共分为三个主要部分： 第一部分：量子纠缠态的理论基础与表征 量子纠缠的定义与特性： 详细阐述了量子纠缠的数学描述，包括贝尔态、GHZ态等典型纠缠态的形式，并深入剖析了纠缠的非定域性、不可克隆性等关键特性。本部分将介绍度量纠缠度量的不同指标，如纠缠熵、Concurrence等，并讨论了判断一个量子态是否处于纠缠态的判据。 量子纠缠的量子信息学意义： 探讨了纠缠在量子计算中的作用，如作为量子比特间信息传递和计算操作的基础；分析了纠缠在量子通信中的价值，如实现超光速通信（尽管受到量子力学基本原理的限制，但纠缠态的关联性是实现量子密钥分发等安全通信协议的关键）；以及纠缠在量子精密测量中的应用，例如利用纠缠态提高测量精度，突破经典测量极限。 多体纠缠的复杂性与研究挑战： 随着量子系统规模的增大，多体纠缠的产生和操控变得愈发困难，其结构和性质也更加复杂。本部分将介绍用于描述和分析多体纠缠的一些前沿理论工具和模型，并讨论研究中的开放性问题，例如如何高效产生和维持大规模的稳定纠缠态，以及如何从中提取有用的信息。 第二部分：量子纠缠态的制备技术 本部分将系统介绍当前主流的量子纠缠态制备实验技术，重点关注其物理实现方式、优缺点以及发展趋势。 基于光子的纠缠态制备： 参量下转换（SPDC）技术： 详细介绍利用非线性光学晶体（如BBO晶体）通过自发参量下转换过程产生纠缠光子对的原理、实验装置和关键参数优化。讨论如何通过改变泵浦光波长、晶体类型和相位匹配条件来控制产生纠缠光子的偏振、频率和空间模式。 四波混频（FWM）技术： 阐述在原子气体或介质中利用四波混频产生纠缠光子对的机制，对比其与SPDC技术的异同，并介绍其在特定应用场景下的优势。 量子点、NV色心等固态光源： 介绍利用单量子系统（如量子点、金刚石中的NV色心）作为光源，通过激子-光子耦合等机制产生纠缠光子。讨论其在集成化、小型化量子芯片方面的潜力。 基于冷原子、离子阱的纠缠态制备： 囚禁离子技术： 介绍利用电磁场囚禁离子，并通过激光脉冲精确操控离子的内部能级和集体振动模式来制备多体纠缠态（如GHZ态）。详细讲解其在量子计算中的应用模型。 冷原子技术： 阐述利用光晶格或磁光阱捕获和冷却原子，通过里德堡相互作用或碱金属原子之间的相互作用来制备纠缠态。讨论其在高密度量子模拟方面的优势。 基于超导电路的纠缠态制备： 约瑟夫森结和微波腔： 介绍利用超导电路中的约瑟夫森结作为非线性元件，结合微波腔的耦合作用，实现量子比特的编码和纠缠。详细阐述其在构建大规模量子处理器方面的进展。 混合量子系统的纠缠： 探讨结合不同物理平台（如光子与固态量子比特、离子与超导电路）来制备和传输纠缠态的研究方向，以及其在量子网络构建中的重要性。 第三部分：量子纠缠态的操控与应用 量子纠缠态的操控技术： 量子门操作： 详细介绍如何通过精密的激光脉冲、微波脉冲或电磁场来实现对纠缠量子比特的基本量子门操作（如CNOT门、Hadamard门），从而实现对纠缠态的精确演化。 量子态的测量与验证： 介绍测量纠缠态的常用技术，包括投影测量、同态解纠缠测量等，并讨论如何通过多次测量来重构量子态密度矩阵，从而验证纠缠的存在和质量。 纠缠态的保护与去噪： 讨论纠缠态在实际应用中容易受到环境退相干的影响，介绍常用的纠缠保护技术，如量子纠错码、纠缠蒸馏等。 量子纠缠态在量子信息科学中的应用： 量子计算： 详细阐述纠缠态在实现量子算法（如Shor算法、Grover算法）中的核心作用，以及当前量子计算硬件的发展现状。 量子通信： 深入探讨量子密钥分发（QKD）协议中纠缠的应用，例如E91协议，以及其在构建量子互联网中的关键地位。 量子传感与精密测量： 介绍如何利用纠缠态实现超越经典极限的精密测量，例如在引力波探测、磁场测量、原子钟等领域的应用。 量子模拟： 讨论利用可控的纠缠系统模拟复杂量子多体系统的性质，从而理解新材料、高临界温度超导体等研究难题。 未来发展趋势与挑战： 展望量子纠缠态制备与操控技术未来的发展方向，包括如何实现更大规模、更高保真度的纠缠，如何提高纠缠态的鲁棒性，以及如何将量子纠缠技术与现有信息技术相结合，推动量子技术的产业化进程。同时，也将讨论当前面临的关键科学和工程挑战，为读者提供深入思考的空间。 本书以严谨的科学态度，融合了量子物理、光学、信息科学等多个学科的知识，旨在为读者构建一个关于量子纠缠态的全面、深入的理解框架。通过对理论、实验和应用的系统阐述，本书将激发读者对量子世界的探索热情，并为推动量子科学与技术的发展贡献一份力量。

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这本书的内容深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅是简单地罗列了各种理论公式，而是花了大量的篇幅去探讨这些理论背后的物理图像和实际应用场景。作者在阐述复杂概念时，似乎总能找到一种既精确又不失生动的表达方式，这一点非常难得。例如，在讲解某个关键现象时，书中会穿插一些历史背景的介绍，这让整个知识体系变得更加立体和有血有肉，而不是干巴巴的知识点堆砌。我发现，即便是那些我自认为已经比较熟悉的章节，再次阅读时也能从中挖掘出新的理解层次。这种循序渐进、层层深入的讲解方式，极大地激发了我进一步探索相关领域的兴趣，感觉像是得到了一位经验丰富的导师在耳边悉心指导，每一步都走得踏实而清晰。

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我对这本书的索引和附录部分的细致程度感到非常满意。专业书籍的检索效率至关重要，而这本书的索引做得极其详尽，几乎涵盖了所有重要的术语和概念，定位信息非常迅速。更值得称赞的是，附录部分汇集了大量的标准图表和计算参数，这些是平时查找资料时最耗时的部分，现在被集中整理在一起，极大地提高了我的工作效率。此外，书后列出的参考文献列表也非常全面和权威，为后续的深入研究指明了清晰的路径，可以看出作者在资料搜集和整理上倾注了巨大的心血。总而言之，这本书在细节处理上体现出了极高的专业素养和对读者的尊重，是一本值得反复阅读和收藏的精品。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了一种深邃的蓝色调，搭配着简洁有力的白色字体，一下子就抓住了我的眼球。内页的纸张质感也相当不错，厚实且光滑，阅读起来非常舒适，即便是长时间翻阅也不会感到疲惫。我尤其欣赏的是它在排版上的用心，字里行间留白得当，有效地减轻了阅读压力。书脊的装订也非常牢固，翻开时能感受到一种扎实的工艺感，这对于一本内容如此严谨的专业书籍来说，是至关重要的。整个视觉体验传达出一种专业、沉稳的气息，让人一上手就觉得内容必然是经过精心打磨的。而且，书本的尺寸拿在手里也恰到好处，既方便携带，又保证了阅读时的视野足够开阔，不像有些精装书那样过于笨重，反而成了负担。

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这本书的写作风格非常具有个人魅力，读起来完全不像传统学术著作那样枯燥乏味。作者的语言风格幽默而不失严谨，偶尔还会流露出一些对科学探索的激情和对未知的好奇心。我注意到，很多关键性的论述，作者都会用一种非常人性化的方式去引导读者思考，而不是直接给出结论。这种“对话式”的写作，极大地拉近了读者与作者之间的距离，让我感觉自己不是在单方面接收信息，而是在参与一场高水平的学术讨论。在一些涉及哲学层面的讨论时，作者的思考深度更是令人折服，它促使我跳出既有的框架去审视整个学科的未来走向，这种思想上的启迪是无价的。

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作为一名从业多年的工程师，我最看重的是一本书的实用价值和前沿性。这本书在这两方面都做得非常出色。它对当前行业内最新的研究进展和技术瓶颈有着非常敏锐的把握，并且没有回避那些尚未完全解决的难题，而是坦诚地分析了现有方法的局限性。书中列举的案例分析，贴近实际生产中的痛点，提供的解决方案具有很强的可操作性。我特别喜欢它在不同材料体系间的对比分析部分，那种基于数据的、客观的比较，为我日常进行材料选型和工艺优化提供了非常直接的参考依据。这本书与其说是一本教科书，不如说更像是一本高级技术手册，是解决实际工程问题时可以随时翻阅的“宝典”。

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