Principles of Quantum Computation and Information Vol. 1 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Publishing Company

作者:Giuliano Benenti

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2004-07

价格:USD 69.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789812388308

丛书系列:

图书标签:

• quantum
• 科普
• 量子计算
• 量子信息
• 量子力学
• 计算理论
• 信息理论
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• 物理学
• 计算机科学
• 数学
• 密码学

量子计算与信息原理（第一卷）：量子世界的探索之旅 本书旨在为读者提供一个全面而深入的量子计算与信息科学导论。我们将在量子力学的宏伟框架下，细致剖析那些颠覆经典认知的奇异现象，并展示它们如何为构建前所未有的计算能力和信息处理方式奠定基础。本书将带领读者踏上一场激动人心的探索之旅，从微观粒子的奇妙属性到复杂量子系统的集成，逐步揭示量子信息科学的核心奥秘。 核心概念的基石：量子力学基础 一切量子计算与信息处理的根基，都离不开量子力学的基本原理。本书第一部分将从经典物理学中引申出量子世界的必要性，介绍波粒二象性、叠加态、量子纠缠等一系列令人着迷的概念。我们将详细阐述量子态的数学表示，例如狄拉克符号，以及量子系统的演化，包括薛定谔方程。读者将了解到，量子比特（qubit）作为量子计算的基本单元，其与经典比特的根本区别在于能够同时处于0和1的叠加态，从而为指数级的并行计算能力提供了可能。此外，我们还将探讨量子测量过程的概率性本质，以及它对量子态的影响。 构建量子算法的基石：量子门与量子电路 一旦掌握了量子态的基本原理，我们便可以开始构建能够操纵这些量子态的工具。本书将深入介绍量子门（quantum gates），它们是量子计算中的基本操作单元，类似于经典计算中的逻辑门。我们将详细介绍单量子比特门，如泡利门（X, Y, Z）、Hadamard门、相位门（S, T）等，并解释它们如何改变量子比特的状态。更重要的是，我们将讨论多量子比特门，尤其是受控非门（CNOT gate），它是构建复杂量子算法的关键。 通过组合这些量子门，我们可以构建量子电路（quantum circuits），这便是量子算法的蓝图。我们将展示如何将一系列量子门串联起来，以执行特定的量子计算任务。本书将引入几种基础的量子算法，例如 Deutsch-Jozsa 算法和 Bernstein-Vazirani 算法，它们虽然简单，但清晰地展示了量子并行性和量子干涉在解决某些特定问题上的优势。通过这些示例，读者将初步领略到量子计算机在特定问题上超越经典计算机的潜力。 量子信息科学的广阔天地：量子通信与量子密码学 除了量子计算，量子信息科学还涵盖了量子通信和量子密码学等重要领域。本书将为读者勾勒出这些领域的发展图景。我们将探讨量子通信的突破性进展，例如量子隐形传态（quantum teleportation），它展示了如何利用量子纠缠在不传输物质本身的情况下，将一个量子态从一个地点传输到另一个地点。这为未来量子网络和分布式量子计算提供了可能性。 在量子密码学方面，我们将重点介绍量子密钥分发（Quantum Key Distribution, QKD）。我们将详细解释基于量子力学原理的BB84协议，以及它如何提供一种理论上不可破解的密钥分发方式，确保通信的绝对安全。通过理解QKD的原理，读者将认识到量子技术在保障信息安全方面的革命性意义。 展望未来：挑战与机遇 最后，本书将对量子计算和信息科学的未来发展进行展望。我们将讨论当前面临的主要技术挑战，例如量子比特的相干时间、量子门的精度、量子纠错的复杂性等。同时，我们也将强调这一领域的巨大机遇，包括发现新的量子算法、开发更强大的量子硬件、以及将量子技术应用于材料科学、药物研发、金融建模等众多领域。 本书力求以清晰的语言和严谨的逻辑，引导读者循序渐进地理解量子计算与信息科学的核心思想。我们相信，通过对这些基本原理的深入学习，读者将能够更好地把握这一前沿科技的脉搏，并为未来的研究和创新做好准备。

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这套书真是让人又爱又恨！爱它是因为它确实提供了理解量子计算和信息科学基本原理的坚实基础。第一卷尤其侧重于数学和物理学的预备知识，像线性代数、群论、概率论这些，讲解得细致入微，就算是数学功底稍弱的读者也能跟着梳理一遍。它并非直接跳到量子比特和量子门，而是循序渐进，让你明白这些抽象概念背后的逻辑。我特别喜欢它在介绍一些核心概念时，会引用一些经典的物理实验作为类比，比如双缝干涉，这让原本枯燥的理论一下子生动起来。有时候，读到某个数学推导，会觉得“哇，原来是这样！”，这种豁然开朗的感觉是其他很多教材给不了的。而且，书中的习题设计也相当不错，有些题目虽然有挑战性，但认真思考后，完成它们带来的成就感是巨大的。虽然有时会因为数学上的卡壳而需要花费大量时间，但这恰恰说明了它在打牢基础方面的功力。总的来说，如果你想真正弄懂量子计算的“为什么”，而不是仅仅停留在“怎么做”的层面，这套书绝对值得花时间去啃。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我并没有立刻找到我期望中的那种“量子算法速览”。相反，它更像是在为你铺设一条通往量子世界的大道。它的篇幅和内容都显示出一种扎实而深入的探索。从复数、向量空间这些基础数学概念的重温，到量子力学基本公理的引入，每一步都力求严谨。我尤其赞赏书中对量子态的描述，以及如何通过算符来表示物理量和系统的演化，这种数学化的描述方式，让原本神秘的量子现象变得可以被精确地分析和计算。当然，作为一本学术专著，它的阅读门槛并不低，有时需要反复咀嚼才能领会其精髓，也需要读者具备一定的数学和物理基础。但正是在这种挑战中，我找到了学习的乐趣和成长的动力。它并没有试图简化量子计算的复杂性，而是引导读者去理解这份复杂性背后的深刻原理。对于那些真正想要深入理解量子计算“是什么”以及“为什么”的人来说，这本书无疑提供了一份宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个长期在传统计算机领域摸爬滚打的人来说，第一次接触这本书，确实有点像是在一个完全陌生的领域里摸索。它的语言风格相对比较正式，充满了学术的味道，这在一开始可能会让一些习惯了更轻松阅读方式的读者感到些许不适。但是，一旦你克服了初期的隔阂，你会发现其内在的逻辑严谨性和内容的系统性是无与伦比的。它并没有回避复杂的数学推导，而是将这些推导作为理解量子现象本质的必经之路。我特别欣赏它在解释量子门和量子线路时，是如何将抽象的数学运算与具体的物理实现联系起来的。虽然有时会因为某个数学符号或者某个物理概念的生疏而需要停下来查阅资料，但正是这种“卡顿”感，让我意识到自己正在真正地学习和理解，而不是浅尝辄止。这本书给我带来的最大感受是，量子计算并非空中楼阁，而是建立在一套稳固的数学和物理基础之上，而这本书正是这座大厦的坚实地基。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，刚拿到这本书的时候，我被它的厚度和密集的公式吓到了。但当我真正沉下心来，逐字逐句地阅读时，才发现它并非我想象中那样不可逾越。它更像是一位经验丰富的导师，耐心地引导你一步步走进量子世界的殿堂。作者在内容的组织上非常精巧，从最基础的数学工具开始，逐步引入量子力学中的核心概念，比如态叠加、量子纠缠，以及如何用数学语言来描述它们。我印象最深刻的是关于狄拉克符号的讲解，它将复杂的向量和算符运算变得清晰明了，让我在面对量子态的演化时不再感到迷茫。虽然有时候某些段落的阐述会显得比较“学术”，需要反复阅读才能消化，但这种严谨的态度恰恰保证了信息的准确性。对于我这样一个非物理专业背景的读者来说，这本书最大的价值在于它提供了一个清晰的学习路径，让我能够系统地构建起对量子计算的认知框架，而不是零散地拼凑碎片化的信息。它让我明白，理解量子计算，数学的严谨性和物理的直观性同样重要。

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这本书就像是一扇通往全新思维模式的大门。它没有像市面上很多速成类的书籍那样，直接抛给你一堆量子算法就让你去实现。相反，它非常强调原理的根基，从量子力学的基本假设出发，一步步构建起描述量子系统的数学框架。读这本书的过程，与其说是学习知识，不如说是一种思维的重塑。我发现，在理解了量子态的叠加原理和测量过程后，很多看似反直觉的量子现象才变得可以理解。作者在介绍一些概念时，会采用不同的视角和比喻，这对于打破我们习惯了的经典物理的思维定势非常有帮助。尽管有时需要花费大量时间去消化那些抽象的概念和复杂的数学推导，但我总能从中找到一种深刻的理解，仿佛在解锁一个新的智力维度。它并非易读之书，需要投入耐心和精力，但一旦你深入进去，就会发现其内在的逻辑之美和思想之深邃，这种体验是无与伦比的。

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老板的书拿过来读，飞机上一口气读了1/3，非常approachable

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