Quantum Information Meets Quantum Matter pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026
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具体描述
This book approaches condensed matter physics from the perspective of quantum information science, focusing on systems with strong interaction and unconventional order for which the usual condensed matter methods like the Landau paradigm or the free fermion framework break down. Concepts and tools in quantum information science such as entanglement, quantum circuits, and the tensor network representation prove to be highly useful in studying such systems. The goal of this book is to introduce these techniques and show how they lead to a new systematic way of characterizing and classifying quantum phases in condensed matter systems.
The first part of the book introduces some basic concepts in quantum information theory which are then used to study the central topic explained in Part II: local Hamiltonians and their ground states. Part III focuses on one of the major new phenomena in strongly interacting systems, the topological order, and shows how it can essentially be defined and characterized in terms of entanglement. Part IV shows that the key entanglement structure of topological states can be captured using the tensor network representation, which provides a powerful tool in the classification of quantum phases. Finally, Part V discusses the exciting prospect at the intersection of quantum information and condensed matter physics – the unification of information and matter.
Intended for graduate students and researchers in condensed matter physics, quantum information science and related fields, the book is self-contained and no prior knowledge of these topics is assumed.
作者简介
Bei Zeng received the B.Sc. degree in physics and mathematics and M.Sc. degree in physics from Tsinghua University, Beijing, China, in 2002 and 2004, respectively. She received the Ph.D. degree in physics from Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, Massachusetts, USA, in 2009. From 2009 to 2010, she was a postdoctoral fellow at the Institute for Quantum Computing (IQC) and the Department of Combinatorics & Optimization, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada. In 2010, she joined the Department of Mathematics & Statistics, University of Guelph, Guelph, Ontario, Canada, as an assistant professor, and promoted to Tenured Associate Professor in 2014 and Professor in 2018.
Xie Chen is an Associate Professor of Theoretical Physics at the California Institute of Technology. Dr. Chen obtained her Ph.D. degree from MIT in 2012 and was a Miller research fellow at the University of California, Berkeley for two years before joining Caltech in 2014. Dr. Chen is interested in studying quantum mechanical systems with a large number of degrees of freedom and how the constituent degrees of freedom cooperate with each other to realize amazing emergent phenomena, both at equilibrium and in dynamical processes. Dr. Chen was awarded the Sloan Research Fellowship and the NSF Faculty Early Career Award in 2017.
Duan-Lu Zhou is a Professor of physics at the Institute of Physics, Beijing National Laboratory for Condensed Matter, Physics, Chinese Academy of Sciences, and also teaches at University of Chinese Academy of Sciences. His main research interest is in quantum physics and quantum information, where he has published 70 academic papers.
Xiao-Gang Wen is a theoretical condensed matter physicist, recognized for his work on introducing the notion topological order (1989) and developing the theories of this new class of quantum states of matter. He is known particularly for his theoretical discovery of perfect conducting 1D chiral Luttinger liquids, Z2 spin liquid with emergent fermion, non-abelian fractional quantum Hall states for topological quantum computation, symmetry protected topological order, and string-net unification of elementary particles and interactions. Since 2000, the study of topological states of matter slowly became a very active new field in condensed matter physics. Wen enter the graduate school of Princeton University in 1982, and earned a Ph.D degree in the field of superstring theory under Prof. Witten. During his postdoctoral period (1987-1989) in ITP, Santa Barbara, he started to pursue research in condensed matter physics. After a two-years stay in IAS, Princeton, he joined the faculty of department of Physics, MIT in 1991. He was a Distinguished Moore Scholar at Caltech (2006). Newton Chair at Perimeter Institute for Theoretical Physics (2012 – 2014). He was awarded Oliver E. Buckley Condensed Matter Prize by APS in 2017, and Dirac Medal by ICTP in 2018. He is a Cecil and Ida Green Professor of Physics at MIT since 2004, and became a member of National Academy of Science in 2018.
目录信息
读后感
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用户评价
《Quantum Information Meets Quantum Matter》这个名字，如同一个精心设计的谜语，立刻勾起了我对其中奥秘的好奇心。我始终相信，科学的伟大之处在于能够揭示不同领域看似独立的现象之间隐藏的深刻联系，而这个书名正指向了这样一个令人振奋的交汇点。我期待书中能够深入剖析，量子信息科学中的那些抽象概念，例如叠加、纠缠、量子门操作等，是如何在真实的量子物质系统中被“物理化”的。我非常好奇，那些构成量子计算机核心的“量子比特”，究竟是通过操纵哪些物质的特性来实现的？书中是否会详细介绍，不同的量子物质平台，例如超导电路、离子阱、光量子系统、拓扑材料等，它们各自在实现量子信息任务方面，扮演着怎样的角色，又面临着哪些技术瓶颈？我期望能够看到，作者如何将量子物质的丰富性——如其各种奇特的量子相、集体行为和相互作用——与量子信息的处理能力联系起来。例如，某些量子物质的内在纠错能力，或者利用其某些特殊的量子相来构建更具鲁棒性的量子计算机，这些是否会是书中探讨的重点？我对这本书的期待是，它能带领我深入理解，我们如何从对物质世界的精妙操控，走向对信息世界前所未有的掌控，并最终引发一场关于计算、通信乃至科学研究范式的深刻变革。
评分当我第一次看到《Quantum Information Meets Quantum Matter》这个书名时，我的脑海中立刻勾勒出一幅画面：在抽象的数学符号和逻辑结构之上，覆盖着一层奇妙而真实的物质世界。这个名字本身就充满了探索的诱惑，它暗示着一种将理论上的量子信息概念与实际的量子物质系统紧密结合的宏大计划。我一直对信息如何在物理世界中体现和处理的根本问题感到着迷，而量子力学无疑为这个问题提供了最深刻的答案。我非常期待这本书能够详细解释，那些被认为是量子计算核心的“量子比特”，是如何在真实的物质系统中被制造、操控和维护的。书中是否会深入探讨，不同的量子物质平台，例如超导量子电路、囚禁离子、光量子系统、拓扑材料等，它们各自在实现量子信息任务方面具有怎样的独特优势和面临的挑战？我希望看到，作者是如何将量子信息科学的抽象原理，例如量子纠缠、叠加态、量子门操作等，与量子物质的物理性质，例如其电子结构、集体激发、相干性等，巧妙地联系起来。更进一步，我热切期盼这本书能够揭示，量子物质本身的某些宏观量子现象，例如量子相变、拓扑序等，是否能够为构建更强大、更鲁棒的量子计算机提供新的思路和方法。我对这本书的期望是，它能够让我深入理解，从理解物质的微观规律到掌控信息的微观本质，这一跨越式发展是如何实现的，以及它将如何重塑我们对计算、通信乃至整个科学的认知。
评分初次翻开《Quantum Information Meets Quantum Matter》，我脑海中涌现的第一个词是“雄心勃勃”。这本书的名字本身就透露着一种将两个看似独立却又深刻交织的领域——量子信息科学和量子物质物理——融为一体的宏大愿景。我并非这两个领域的资深专家，但长久以来，我一直对量子世界的奇妙特性以及它们在信息处理方面可能带来的革命性突破抱有浓厚的兴趣。这本书的出现，恰好满足了我渴望深入了解两者如何“相遇”的求知欲。我预期书中会详细阐述量子纠缠、叠加态等基本量子力学原理，并深入探讨这些原理如何被巧妙地利用来构建全新的计算模型、加密技术以及通信方式。同时，我也非常好奇作者将如何连接这些抽象的量子信息概念与具体的量子物质系统，比如超导电路、离子阱、拓扑材料等等。这些物质系统是如何“承载”和“操控”量子信息的？它们在实现量子信息任务时又面临着怎样的挑战和机遇？我期待书中能够提供清晰的解释，用生动的例子和严谨的逻辑，将复杂的概念转化为易于理解的洞察。这本书的封面设计也给我留下了深刻印象，它传达了一种既现代又神秘的氛围，仿佛在邀请读者踏上一段探索量子未知领域的奇妙旅程。我尤其关注书中是否会涉及量子计算的实际应用前景，例如在药物研发、材料科学、金融建模等领域的潜在颠覆性影响。同时，我也希望这本书能够为我揭示量子信息和量子物质之间更深层次的哲学联系，比如信息在宇宙中的基本角色，以及物质的本质是否与信息存在某种根本性的关联。阅读这本书，我不仅仅是想获取知识，更是一种对科学前沿的探索和对未来可能性的憧憬。
评分《Quantum Information Meets Quantum Matter》这本书名，如同一扇开启新世界的大门，让我对量子领域可能孕育的革命性变化充满了期待。作为一个对信息处理的极限和物质的本质都充满好奇的读者，我迫切希望了解这两个曾经相对独立的学科是如何在这种“遇见”中碰撞出火花的。我脑海中浮现的画面是，那些奇妙的量子现象，如叠加态和纠缠态，不再是纯粹的理论抽象，而是被具体地“锚定”在某种物质载体之上，成为可被操控和利用的“量子比特”。我期待书中能够深入探讨，究竟是哪些物理系统，例如固态自旋、超导电路、光子、冷原子等，成为了承载和传递量子信息的“容器”。这本书是否会为我揭示，这些物质系统是如何被设计和制造出来，以精确地实现量子态的制备、演化和测量？我非常想知道，在“量子物质”的层面，科学家们是如何克服噪声和退相干等严峻挑战，从而构建出稳定可靠的量子信息处理单元。书中可能还会探讨，量子物质本身的某些集体量子效应，例如量子相变、拓扑序等，是否能够为实现更强大的量子计算能力或更鲁棒的量子通信提供新的思路和途径。我对这本书的期望是，它不仅仅是理论知识的堆砌，更是对科学前沿探索的生动写照，它将带领我深入了解，我们是如何从理解微观物质世界的规律，逐步走向构建全新的信息时代的。
评分《Quantum Information Meets Quantum Matter》这个书名，对于我来说，仿佛是一扇通往未知科学前沿的门户。它不仅仅是两个领域的简单罗列，更像是一种强烈的吸引力，暗示着这两个曾经相对独立的领域——量子信息科学和量子物质物理——在此书中将展开一场深刻的对话与融合。我一直以来都对信息在宇宙中的基础性作用以及量子力学如何重塑我们对信息的理解抱有浓厚的兴趣。因此，我非常期待这本书能够详细阐述，那些构成量子计算基石的“量子比特”，是如何在具体的“量子物质”载体中被实现和操控的。书中是否会深入探讨，不同的物理系统，例如超导电路、囚禁离子、光量子系统、拓扑材料等，它们各自在构建和运行量子信息处理器方面有哪些独到的优势和面临的技术挑战？我希望能够看到，作者如何将量子信息科学的抽象理论，例如量子纠缠、叠加原理、量子门操作等，与量子物质本身的物理特性，例如其微观结构、集体行为、相干性等，进行精准而生动的对接。更让我感到兴奋的是，书中是否会探讨，量子物质本身所展现出的丰富多样的量子相，例如超导、超流、磁性等，是否能够为量子信息科学提供更强大、更鲁棒的运行平台，或者为我们理解信息与物质的本质关系带来新的理论视角？我对这本书的期待是，它能够带领我深入理解，我们是如何从对物质世界的微观规律的探索，逐步走向对信息世界的全新掌控，并最终引发一场关于计算、通信乃至科学研究范式的深刻变革。
评分这本书的内容，可以说是一次思想的洗礼，也是一次对宇宙运行深层规律的探索引导。我之所以会被《Quantum Information Meets Quantum Matter》深深吸引，很大程度上源于它所提出的核心问题：量子信息与量子物质的交汇点究竟在哪里？这不仅仅是一个理论上的学术命题，更是一个关乎我们如何理解和改造世界的实践性课题。我一直在思考，那些在实验室中被精妙操控的量子态，那些在微观尺度上发生的不可思议的现象，它们与我们日常所依赖的信息技术之间，究竟存在着怎样超越想象的联系。书中似乎在努力搭建一座桥梁，连接起那些构成量子计算机核心的“量子比特”，以及那些展现出奇特量子行为的固体材料。我期待书中能详细探讨，如何从宏观可控的量子物质系统中，提取出、操控并利用其内在的量子信息属性。例如，是否会深入分析特定量子材料（如冷原子气体、量子点、拓扑绝缘体等）如何被用作实现量子逻辑门、存储量子信息，甚至构建量子传感器的基础？更进一步，书中是否会触及到量子物质的集体行为（如超导、超流、磁性相变等）与量子信息处理之间的关联？这些宏观的量子现象，是否能够为我们提供更强大、更鲁棒的量子信息处理平台？我深信，对这些问题的深入探讨，不仅能加深我对量子物理的理解，更能启发我对未来信息技术发展方向的思考，甚至是关于意识本质的哲学反思。这本书的名字仿佛在我耳边低语，诉说着一个关于量子世界正在重塑我们认知和能力的未来。
评分我之所以会被《Quantum Information Meets Quantum Matter》这本书所吸引，很大程度上是因为它所传达的“遇见”的概念。在我看来，量子信息科学和量子物质物理，这两个曾经各自闪耀的领域，在此书中似乎找到了一个共同的舞台，它们不再是各自独立发展，而是开始相互启发、相互促进。我一直对信息的本质以及量子力学如何重新定义我们对信息的理解感到着迷。因此，我非常期待书中能够详细阐述，那些抽象的量子信息概念，如量子比特、量子门、量子纠缠等，是如何在具体的物理系统中被“具象化”和“实现”的。我希望能看到，科学家们是如何利用各种量子物质，例如固态自旋、超导电路、光子、冷原子等，来构建和操控量子信息。书中是否会深入探讨，不同量子物质平台的优缺点，以及它们在实现量子计算、量子通信和量子传感等方面的进展和挑战？更重要的是，我希望这本书能够揭示，量子物质本身的某些宏观量子现象，例如超导、超流、量子相变等，是否能够为量子信息科学提供更强大、更鲁棒的平台，或者提供全新的理论视角。我对这本书的期望是，它不仅能让我深入理解量子信息和量子物质的理论基础，更能让我领略到，这两个领域是如何在前沿的科学探索中相互融合，并共同塑造着我们对未来科技的想象。
评分当我第一次看到《Quantum Information Meets Quantum Matter》这本书的标题时，我的第一反应是：这一定是一本需要我拿出全部专注力和求知欲来阅读的书。这个标题本身就蕴含着一种将抽象的理论与具体的物理现实相结合的磅礴气势。我一直对信息如何在宇宙中流动和被处理的根本性问题感到着迷，而量子力学以其颠覆性的视角，为这个问题提供了全新的解读。我期待这本书能够详细阐述，那些微观粒子所拥有的神奇量子特性——如叠加和纠缠——是如何被转化为强大的信息处理能力的。更重要的是，我非常好奇，这些量子信息是如何“栖息”在具体的物质系统中的。书中是否会深入剖析，诸如超导量子比特、囚禁离子、光量子系统等不同的量子物质平台，它们各自在实现量子信息任务方面有哪些优势和局限性？我期望能看到对这些物质系统在量子比特的制备、操控、退相干抑制以及可扩展性等方面的详细讨论。这本书不仅仅是在介绍量子计算的硬件，更是在讲述如何通过操控物质来掌握信息，这本身就是一种令人敬畏的科学成就。我期待书中能够提供一些具体的案例研究，展示科学家们是如何巧妙地利用量子物质的特性来构建量子门、实现量子纠错，甚至是进行量子态的制备和测量。我对这本书的期望是，它不仅能让我理解量子信息和量子物质的理论基础，更能让我看到它们在实际应用中展现出的巨大潜力，例如在密码学、优化问题、模拟化学反应等领域的突破性进展。
评分当我读到《Quantum Information Meets Quantum Matter》这个书名时，我脑海中立刻浮现出两个截然不同的画面：一方面是抽象的数学公式和逻辑符号，代表着信息科学的精妙；另一方面是微观粒子在空间中起舞、相互作用的奇妙景象，那是量子物质的物理现实。这本书的标题似乎预示着一场跨学科的盛宴，它承诺将这两个领域最引人入胜的方面融为一体。我一直对信息如何在宇宙中传播和被处理的根本问题感到好奇，而量子力学为这个问题提供了前所未有的视角。我非常期待书中能够详细解释，那些被认为是量子计算基石的量子比特，是如何在真实的物质系统中被实现的。例如，作者是否会深入探讨，不同类型的量子物质，如超导电路、囚禁离子、光子、拓扑材料等，它们各自在构建量子计算机方面有哪些独特的优势和挑战？我希望书中能够清晰地阐述，科学家们是如何利用量子物质的集体效应或单粒子特性，来实现量子信息的编码、存储、传输和逻辑运算。更进一步，我热切希望这本书能够揭示，量子物质本身的丰富量子相，是否能够为量子信息科学提供更强大的理论框架和更优化的实现方案。我对这本书的期望是，它能够让我深刻理解，从理解物质的微观结构到掌控信息的微观本质，这一跨越式的发展是如何发生的，以及它将如何重塑我们对计算、通信乃至整个世界的认知。
评分《Quantum Information Meets Quantum Matter》这个书名，在我看来，是一个极富前瞻性和探索精神的宣言。它不仅仅是两个领域的简单叠加，更是一种深刻的融合与碰撞。我一直对“信息”这个概念在物理世界中的根基感到好奇，而量子力学为我们理解这一点提供了全新的视角。我期待这本书能够详细阐述，那些在量子信息科学中扮演核心角色的“量子比特”，是如何在具体的“量子物质”中被构建和操控的。书中是否会深入探讨，不同的物质载体，如超导电路、囚禁离子、光量子系统、拓扑材料等，它们各自在实现量子信息任务方面有着怎样的特点和优势？我希望能够看到，科学家们是如何利用物质本身的量子特性，如叠加、纠缠、量子相干性等，来实现强大的量子计算、安全可靠的量子通信，以及高精度的量子传感。更吸引我的是，书中是否会探讨，量子物质本身所展现出的丰富多样的量子相（如超导、超流、磁性等），以及这些宏观量子现象是否能够为量子信息科学提供更稳定、更强大的运行平台，或者为我们理解信息与物质的本质关系带来新的启示？我对这本书的期望是，它能够带领我穿越理论的抽象，深入到物质现实的微观世界，去理解量子信息如何在其中孕育、成长并最终改变我们的世界。
评分文小刚去年这时候贴上的arxiv，最终版今年三月出版。
评分文小刚去年这时候贴上的arxiv，最终版今年三月出版。
评分言简意赅，而且有很丰富的例子。量子计算、凝聚态理论在传统上看是两个不同的领域，但是在最近二十年却越走越近。如果只了解其中的一个侧面，而对另一个侧面不怎么熟悉的话，这本书可能会帮助较大。当然，对于完全不了解这一领域的人来说，用来入门也是不错的选择。
评分言简意赅，而且有很丰富的例子。量子计算、凝聚态理论在传统上看是两个不同的领域，但是在最近二十年却越走越近。如果只了解其中的一个侧面，而对另一个侧面不怎么熟悉的话，这本书可能会帮助较大。当然，对于完全不了解这一领域的人来说，用来入门也是不错的选择。
评分文小刚去年这时候贴上的arxiv，最终版今年三月出版。
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