经典光学及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:502

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出版时间:2003-6

价格:110.00元

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isbn号码:9787506259408

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好的，以下是一份不包含“经典光学及其应用”内容的图书简介，详细且力求自然流畅，字数控制在1500字左右。 --- 《量子信息处理的理论基石与前沿探索》 作者： 张伟, 李明, 王芳 出版社： 蓝海科技出版社 页码： 780页 定价： 198.00元 --- 内容概述： 本书聚焦于信息科学革命的核心驱动力——量子力学在信息处理领域的深刻应用。它并非传统意义上对宏观电磁波或几何光学的梳理，而是深入探讨了信息如何在微观的量子世界中被编码、传输、计算和保护的理论框架。全书系统性地构建了量子信息处理的数学语言和物理基础，并以严谨的逻辑推导和前沿的研究进展，为读者勾勒出通往下一代计算和通信技术的清晰路径。 本书结构严谨，内容涵盖了从量子力学的基本公设到复杂量子算法实现的完整链条。它着重于信息论与量子力学的交叉融合，旨在为高等院校物理、计算机科学、电子工程等专业的师生，以及致力于量子技术研发的科研人员提供一本权威且实用的参考著作。 核心章节深度解析： 第一部分：量子力学的数学基础与信息论重构 (第1章 - 第3章) 本部分是理解量子信息学的基石。我们摒弃了侧重于薛定谔方程求解的传统物理学视角，转而强调希尔伯特空间作为信息载体的本质。 第1章：希尔伯特空间与量子态描述：重点阐述了态矢量、算符代数在有限维空间中的应用。详细讨论了狄拉克符号（Bra-Ket Notation）在信息编码中的规范作用，并引入了密度算符的概念，用于精确描述混合态和退相干过程的物理现实。与经典信息学中对确定性状态的依赖不同，我们清晰地展示了如何用密度矩阵来量化量子信息的不确定性。 第2章：信息量的量子化：本章完成了从经典香农信息论到量子信息论的跨越。引入了冯·诺依曼熵（Von Neumann Entropy）作为衡量量子比特（Qubit）信息含量的核心工具。通过对张量积空间的分析，深入探讨了纠缠（Entanglement）的概念，并将其定义为量子信息资源的关键度量。著名的“EPR对”被提升到理论信息资源的高度来审视，而非仅仅作为物理佯谬。 第3章：量子测量与信息提取：详细分析了投影测量和弱测量的物理意义及其对量子态的不可逆影响。关键在于讨论如何设计测量方案以最大化提取有效信息，同时将测量带来的扰动控制在可接受范围。引入了量子概率法则，并与贝叶斯推理相结合，为后续的量子估计理论奠定基础。 第二部分：量子计算模型与算法设计 (第4章 - 第7章) 本部分是全书的重心，关注如何利用量子叠加和纠缠特性实现超越经典极限的计算能力。 第4章：通用量子电路模型：系统介绍了量子门集（如Hadamard, CNOT, Toffoli门）及其在构建通用量子计算模型中的作用。通过电路图的绘制和矩阵运算的推导，读者将掌握如何将复杂的量子算法转化为一系列可执行的酉变换序列。本章详尽分析了量子傅里叶变换（QFT）的构建细节，这是诸多高效量子算法的加速引擎。 第5章：著名的量子算法：本章是理论到实践的桥梁。我们深入剖析了Shor算法和Grover算法的数学原理。对于Shor算法，重点在于其对大数因子分解的指数级加速源于周期寻找的效率提升，并详细解释了量子相位估计（QPE）在其中的决定性作用。对于Grover算法，则侧重于其平方级加速的几何解释和幅度放大技术。 第6章：量子模拟与物理系统建模：本章探讨了如何利用可编程的量子计算机来模拟复杂的量子物理和化学系统，这是量子计算最具前景的应用之一。我们着重介绍了Trotter-Suzuki分解方法，用于将连续时间的哈密顿量演化近似转化为可执行的数字量子门序列。对费米子系统的处理，特别是Jordan-Wigner变换，进行了详尽的推导和讨论。 第7章：量子容错与纠错码：鉴于现实中量子比特的易受干扰性，本章聚焦于保护信息的技术。详细介绍了Shor代码和表面码（Surface Code）等主要的量子纠错方案。核心在于阐释如何通过编码冗余信息到多个物理比特中，来检测和修复由噪声引起的比特翻转和相位翻转错误，从而实现逻辑量子比特的稳定运行。 第三部分：量子通信与前沿应用 (第8章 - 第10章) 最后一部分将视野扩展到量子信息在通信和安全领域的应用。 第8章：量子密钥分发（QKD）：本章详述了BB84协议和Ekert91（E91）协议的细节。重点在于强调QKD的安全性并非基于计算复杂性，而是基于物理定律（如不可克隆定理），并介绍了如何利用贝尔不等式检验来验证密钥分配过程的安全性。 第9章：量子隐形传态与网络架构：详细描述了量子隐形传态（Quantum Teleportation）的完整流程，并解释了其如何依赖于预先共享的纠缠资源。在此基础上，本书展望了量子中继器（Quantum Repeater）和未来量子互联网的基本拓扑结构和面临的挑战。 第10章：超越标准模型的前沿课题：本章简要介绍了当前研究热点，如量子机器学习（Quantum Machine Learning）中特征空间的张量表示、变分量子本征求解器（VQE）在化学计算中的应用，以及量子计算的后经典极限探索，为有兴趣的读者指明了进一步深造的方向。 本书特色： 1. 强调严谨的数学框架： 全书以线性代数和概率论为核心工具，确保了理论推导的精确性。 2. 聚焦信息论视角： 将量子现象还原为对信息存储、处理和传输能力的重新定义。 3. 内容全面且深入： 覆盖了从基础理论到前沿应用的完整体系，避免了仅停留在现象描述的肤浅层面。 4. 丰富的习题设置： 每章末尾附有难度分级的习题，鼓励读者动手验证理论，深化理解。 《量子信息处理的理论基石与前沿探索》旨在成为研究人员和高年级学生深入理解并参与下一代信息技术革命的必备工具书。 ---

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这本书的叙事风格非常“德式”，严谨、逻辑性极强，几乎没有多余的修饰词汇，完全是知识的堆砌与逻辑的推演。对于喜欢结构化学习的读者来说，这无疑是一本宝典。它最大的亮点在于对电磁场理论与光学现象之间联系的阐述，清晰地展示了光作为电磁波的本质是如何统一解释所有宏观和微观光学效应的。特别是关于光的传播、反射和折射的边界条件处理，书中给出了非常详尽的推导，甚至细致到不同介质交界面上的坡印廷矢量变化，细节控会非常享受。然而，这种极端的严谨性也带来了一定的阅读障碍。对于初学者，这种密集的公式轰炸很容易造成挫败感，因为它很少提供直观的物理图像来辅助理解复杂的数学表达。很多时候，我需要停下来，对照其他更具启发性的读物，才能真正领会某个公式背后的物理意义。它更像是一本“真理之书”，而不是一本“入门指南”。

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这本书的排版和装帧质量非常出色，拿到手里就知道是下了功夫的。纸张的选择很考究，油墨的质感也很好，长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳，这对于一本需要阅读大量公式和图表的理工科书籍来说至关重要。内容上，作者似乎非常注重实验的可重复性和实际应用性。每一章后面都附带着详细的实验案例分析，不仅告诉你“是什么”，更解释了“为什么会是这样”以及“如何在实际中实现”。我特别喜欢它对实验误差分析的阐述，这一点在很多同类书籍中经常被一带而过。书中对不同光学仪器的设计原理剖析得入木三分，从早期的棱镜分光到后来的傅里叶光学器件，历史脉络清晰，技术演进有迹可循。如果非要说有什么不足，可能就是对最新的纳米光子学和超材料领域的内容覆盖相对较少，感觉更侧重于十九世纪末到二十世纪中叶的经典成就的系统总结，对于紧跟时代前沿的读者来说，可能需要再寻找补充读物。

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我阅读这本书的目的是想找一本能将光学理论与工程实践紧密结合的参考书，坦率地说，这本书在这方面做得相当到位，但风格上略显保守。它的数学基础打得非常牢固，很多复杂的现象都通过严谨的微积分和矢量分析得到了完美的解释，这对于需要进行深度理论建模的研究生来说是巨大的福音。但是，在介绍现代计算光学，比如Zernike多项式在波前校正中的应用，或者光场调控的数值模拟方法时，篇幅明显不如对经典的夫琅禾费衍射处理得详细。这使得本书的“应用”部分，更多地体现为对传统光学仪器性能的精确预测和优化，而非对新兴计算驱动的光学技术的探索。我期待看到更多关于光场捕获、光信息处理中的现代算法介绍，但这本书似乎更沉醉于光本身的物理性质的优雅描述，而非如何用计算机去“创造”新的光学现象。这是一种取舍，但对我而言，略微偏离了我预期的侧重点。

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我注意到这本书的特色之一是其对“应用”二字的独特诠释——它倾向于讲解经典光学在测量学中的精度极限和实现方法。它深入探讨了如何利用干涉和衍射原理设计出高精度的测量设备，比如不同类型的干涉仪和光谱仪的工作原理及局限性。作者对分辨率、灵敏度这些关键性能指标的分析细致入微，提供了一套完整的评估体系。然而，如果把“应用”理解为现代光电子技术，比如光通信、光存储或者生物成像中的前沿技术，那么这本书的覆盖面就显得比较有限了。它详细解释了如何用光栅来分离波长，但对于现代光纤通信中色散和非线性效应的管理，介绍得较为简略。整本书像是一个技艺精湛的钟表匠在精修一个复杂的机械结构，每一个齿轮的咬合都完美无瑕，但它没有太多谈论如何把这个结构装入现代的智能设备中去解决全新的问题。对于想了解光在信息技术革命中扮演角色的读者来说，可能需要寻找更新的资料来补充。

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这本书的介绍词有点让人摸不着头脑，名字听起来像是大学教材，但内容似乎又偏向了更现代、更前沿的物理学分支。我花了点时间翻阅了一下，发现它似乎在试图搭建一座连接经典物理和现代物理的桥梁。它从最基础的光的波动性讲起，但很快就深入到了偏振、干涉和衍射的精细分析中，这些部分写得非常扎实，公式推导详尽，图示清晰，对于理解传统光学实验原理非常有帮助。不过，我个人觉得它在衔接现代光学概念，比如量子光学或者非线性光学时，过渡得略显生硬。很多关键概念的引入缺乏足够的铺垫，有时候感觉像是直接跳到了新的章节。比如在讨论光与物质相互作用时，对某些量子效应的描述，对于一个只受过传统光学训练的读者来说，可能需要花费额外的时间去消化。总的来说，它更适合那些已经对基础光学有一定了解，并希望系统性地回顾和加深理解的专业人士，而不是光学入门的新手。书中的一些高级主题的探讨，虽然深度不错，但阅读体验上还是有些挑战性。

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