Circuits, Signals, and Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge, Mass. : MIT Press New York : McGraw-Hill,

作者:William M. Siebert

出品人:

页数:669

译者:

出版时间:1986.

价格:0

装帧:

isbn号码:9780262192293

丛书系列:

图书标签:

• 英文
• 科学
• 电路
• 信号
• 系统
• 电子工程
• 模拟电路
• 数字电路
• 信号处理
• 系统分析
• 控制系统
• 通信原理

好的，这是一份关于一本名为《The Unseen Tapestry: Foundations of Quantum Information and Computation》的图书简介。 --- 图书简介： 《The Unseen Tapestry: Foundations of Quantum Information and Computation》 作者： [虚构作者姓名，例如：Dr. Elara Vance & Prof. Kenji Tanaka] 出版社： [虚构出版社名称，例如：Nexus Academic Press] 页数： 约 780 页 目标读者： 物理学、计算机科学、数学和工程学的高年级本科生、研究生，以及希望深入了解量子信息理论前沿的研究人员和专业人士。 --- 内容概述 《The Unseen Tapestry: Foundations of Quantum Information and Computation》是一部全面、严谨且富有洞察力的专著，旨在为读者构建通往量子信息科学这一前沿领域的坚实理论基础。本书突破了传统经典信息论的范畴，深入探讨了信息如何在量子力学的基本框架内被编码、处理和传输。我们不再局限于电压、电流或波形的概念，而是将焦点完全置于量子比特（qubit）的奇异特性——叠加态、纠缠以及量子隧穿效应——如何彻底改变我们对“信息”本身的理解上。 本书的叙事线索围绕着从最基础的量子力学原理如何被重构为信息科学的语言展开。它详尽地阐述了如何利用量子力学的核心数学结构（希尔伯特空间、算符理论）来描述量子系统，并在此基础上构建起整个量子信息理论的殿堂。 核心章节深度解析 第一部分：量子力学的基石与信息论的重塑 本部分致力于夯实读者对量子力学与经典信息论之间鸿沟的理解。 第1章：从信息熵到冯·诺依曼熵 本书伊始，便将经典香农熵的概念与其量子对应物——冯·诺依曼熵——进行对比。详细介绍了密度矩阵（Density Matrix）作为描述混合态和纯态的必要工具，以及对量子态的“纯度”进行量化分析的方法。我们探讨了测量过程如何不可避免地引入概率性和不可逆性，并引入了量子操作的数学框架——量子通路（Quantum Channels）。 第2章：量子比特的几何学与代数 此章是全书的几何核心。布洛赫球面（Bloch Sphere）被用作一维量子比特状态空间的直观表示。我们深入分析了泡利矩阵（Pauli Matrices）作为基本量子旋转操作的地位，并详细推导了量子门（Quantum Gates）的酉（Unitary）性质，强调了量子计算的“可逆性”要求。读者将掌握如何用张量积来描述多量子比特系统，为纠缠的引入铺平道路。 第3章：纠缠的本质与量化 纠缠是量子信息区别于经典信息的决定性特征。本章细致地剖析了贝尔态（Bell States）的构建和特性，以及它们如何成为非定域性的证据。我们探讨了衡量纠缠程度的关键指标，如纠缠熵（Entanglement Entropy）和可分离性判据（Separability Criteria），强调了纠缠作为一种物理资源的重要性，而非仅仅是数学上的怪癖。 第二部分：量子计算的算法与复杂性 在建立了量子信息处理的数学语言后，本书转向实际的计算模型和具有革命性潜力的算法。 第4章：量子线路模型与通用性 本章详细介绍了量子计算的图灵机等价物——量子线路模型。我们严格证明了单比特旋转门集合与受限的二维CNOT（Controlled-NOT）门足以实现对任意单量子比特和双量子比特酉变换的近似，从而确立了通用量子计算的可能性。对量子电路深度、量子门集的完备性与效率进行了深入的复杂性分析。 第5章：经典算法的量子加速 本书对两个具有里程碑意义的算法进行了深度剖析：Deutsch-Jozsa 算法和 Grover 搜索算法。对于 Grover 算法，我们不仅展示了平方加速的来源，还详细推导了最优迭代次数（$O(sqrt{N})$）的几何意义，将其置于布洛赫球体的旋转动力学中进行解释，使读者理解为何它能超越经典概率搜索的界限。 第6章：因子分解的革命：Shor算法的数学结构 Shor算法因其对现代公钥加密体系的潜在威胁而闻名。本章将算法分解为两个核心部分：量子部分（周期查找算法，QFT的应用）和经典部分。我们对量子傅里叶变换（Quantum Fourier Transform, QFT）的原理进行了详尽的数学推导，解释了它如何高效地从叠加态中提取周期信息，这是量子优越性的最有力体现之一。 第三部分：量子信息传输与极限 此部分关注量子态的传输、安全性以及信息处理的物理极限。 第7章：量子隐形传态与远程操控 隐形传态（Teleportation）常被误解为物质传输。本章清晰地阐明了其本质：利用预共享的纠缠资源，将一个未知量子态的信息（而非物质本身）精确转移到远端。我们详细分析了贝尔态测量在这一过程中的关键作用，以及它如何依赖于经典的反馈信道。 第8章：量子信道编码与纠错 在存在退相干和噪声的现实环境中，信息保护至关重要。本章引入了量子纠错码（Quantum Error Correcting Codes）的概念，重点讨论了最基础的Shor 9-qubit码和Steane 7-qubit码。我们深入探讨了“保护子空间”的概念，以及如何利用稳定子群（Stabilizer Groups）来检测错误而不破坏编码信息。 第9章：计算的物理极限：Landauer原理与热力学 最后，本书将视角拉回到物理学基础。我们重新审视了信息擦除的成本，从信息论的角度推导了Landauer原理，强调了信息处理与能量耗散之间不可分割的联系。本章对比了量子计算和经典计算在热力学极限下的效率差异，展望了超越当前冯·诺依曼架构的未来计算范式。 本书的独特贡献 《The Unseen Tapestry》的写作风格严谨而不失启发性。它避免了对工程细节的过多纠缠，而是专注于信息概念的纯粹数学和物理基础。通过大量的例题、详细的推导过程和对关键定理的几何可视化解释，本书旨在让读者不仅“知道”量子计算是如何工作的，更能“理解”其背后的深刻物理原理。本书为那些渴望跨越经典信息论和量子物理学鸿沟的求知者，提供了一张通往未来计算蓝图的清晰指南。 ---

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当年从图书馆借了这本书，不知道学会了多少。

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