譯者序
前言
緻謝
第1章　自鏇 …… 1
1.1　量子鍾 …… 7
1.2　同一方嚮的測量 …… 7
1.3　不同方嚮的測量 …… 8
1.4　測量 …… 10
1.5　隨機性 …… 11
1.6　光子與偏振 …… 13
1.7　小結 …… 17
第2章　綫性代數 …… 19
2.1　復數與實數 …… 20
2.2　嚮量 …… 21
2.3　嚮量的圖解 …… 22
2.4　嚮量的長度 …… 23
2.5　標量乘法 …… 23
2.6　嚮量加法 …… 24
2.7　正交嚮量 …… 25
2.8　bra-ket內積 …… 26
2.9　bra-ket與長度 …… 27
2.10　bra-ket與正交 …… 28
2.11　標準正交基 …… 30
2.12　嚮量的基錶示 …… 31
2.13　有序基 …… 34
2.14　嚮量的長度 …… 35
2.15　矩陣 …… 36
2.16　矩陣運算 …… 39
2.17　正交矩陣與酉矩陣 …… 41
2.18　綫性代數工具箱 …… 42
第3章　自鏇與量子比特 …… 44
3.1　概率 …… 44
3.2　量子自鏇的數學錶示 …… 45
3.3　等價狀態 …… 49
3.4　自鏇方嚮與基 …… 51
3.5　裝置鏇轉60° …… 54
3.6　光子偏振的數學模型 …… 55
3.7　偏振方嚮與基 …… 56
3.8　偏振濾波實驗 …… 57
3.9　量子比特 …… 59
3.10　Alice、Bob與Eve …… 61
3.11　概率偏振與相乾性 …… 64
3.12　Alice、Bob、Eve和BB84協議 …… 65
第４章　糾纏 …… 69
4.1　非糾纏量子比特 …… 70
4.2　非糾纏量子比特的計算 …… 72
4.3　糾纏量子比特的計算 …… 74
4.4　超光速通信 …… 77
4.5　張量積的標準基 …… 79
4.6　如何製備糾纏的量子比特 …… 80
4.7　使用CNOT門製備糾纏的量子比特 …… 82
4.8　糾纏的量子鍾 …… 84
第5章　貝爾不等式 …… 87
5.1　不同基下的糾纏量子比特 …… 89
5.2　愛因斯坦與定域實在性 …… 93
5.3　愛因斯坦和隱變量 …… 95
5.4　糾纏的經典解釋 …… 95
5.5　貝爾不等式 …… 97
5.6　量子力學的解釋 …… 98
5.7　經典的解釋 …… 100
5.8　測量 …… 105
5.9　量子密鑰分發的Ekert協議 …… 106
第6章　經典邏輯、門和電路 …… 109
6.1　邏輯 …… 110
6.2　布爾代數 …… 112
6.3　功能的完備性 …… 115
6.4　門 …… 119
6.5　電路 …… 121
6.6　與非門是一個通用門 …… 123
6.7　門與計算 …… 123
6.8　存儲 …… 126
6.9　可逆計算 …… 127
6.10　颱球計算 …… 135
第7章　量子門和電路 …… 141
7.1　量子比特 …… 142
7.2　受控非門 …… 143
7.3　量子門 …… 145
7.4　作用於一個量子比特的量子門 …… 146
7.5　是否存在通用量子門 …… 149
7.6　非剋隆定理 …… 149
7.7　量子計算與經典計算 …… 153
7.8　貝爾電路 …… 153
7.9　超密編碼 …… 156
7.10　量子隱形傳態 …… 160
7.11　糾錯 …… 165
第8章　量子算法 …… 173
8.1　P與NP …… 174
8.2　量子算法是否比經典算法快 …… 177
8.3　查詢復雜性 …… 178
8.4　Deutsch算法 …… 178
8.5　Hadamard矩陣的Kronecker積 …… 184
8.6　Deutsch-Jozsa算法 …… 188
8.7　Simon算法 …… 194
8.8　復雜性類 …… 206
8.9　量子算法 …… 209
第9章　量子計算的作用 …… 212
9.1　Shor算法與密碼分析 …… 213
9.2　Grover算法與數據檢索 …… 218
9.3　化學與模擬 …… 224
9.4　硬件 …… 226
9.5　量子霸權與平行宇宙 …… 231
9.6　計算 …… 232
· · · · · · (收起)