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出版者:

作者:Barnett, Stephen M.

出品人:

页数:312

译者:

出版时间:2009-8

价格:$ 124.30

装帧:

isbn号码:9780198527626

丛书系列:

图书标签:

• 量子信息
• 量子计算
• 量子通信
• 量子密码学
• 量子纠缠
• 量子力学
• 信息论
• 物理学
• 计算机科学
• 数学物理

《量子信息》 本书深入探索了量子信息科学的基石，揭示了超越经典物理学界限的迷人世界。我们将在书中踏上一段发人深省的旅程，从量子力学基本原理的微观层面出发，一路引领读者理解这些原理如何为信息处理和通信带来革命性的改变。 第一部分：量子力学的启示 旅程始于量子力学的核心概念。读者将接触到叠加态，这是量子比特（qubit）超越传统比特（bit）的根本优势所在。我们不仅会阐释一个量子比特能够同时处于0和1的叠加态，还会深入探讨这一概念背后的数学框架，例如希尔伯特空间和狄拉克符号。通过具体的例子，我们将展示叠加态如何为并行计算提供可能性，从而在某些特定问题上远超经典计算机的运算能力。 纠缠是量子信息的另一个令人着迷的现象，也是本书的重点。我们将详细介绍量子纠缠的定义，即两个或多个量子比特之间存在一种奇特的关联，即使它们相隔遥远，测量其中一个量子比特的状态会瞬时影响到其他量子比特的状态。本书将通过贝尔不等式等思想实验，清晰地阐述纠缠的非定域性，并探讨其在量子通信和量子计算中的关键作用。理解纠缠，是理解量子信息强大潜力的第一步。 此外，我们还将深入探讨量子测量，以及它与经典测量方式的根本区别。量子测量过程会不可逆地改变被测量的量子态，这既是量子信息的挑战，也是其独特之处。本书将解释投影公设，以及测量在塌缩叠加态过程中的作用。同时，我们也会提及弱测量等更精细的测量技术，为读者打开更广阔的视野。 第二部分：量子计算的黎明 量子信息的潜力，最直接的体现便是在量子计算领域。本书将详细介绍量子计算的基本模型，即量子电路模型。我们将从最基础的量子门操作入手，例如Pauli门、Hadamard门、CNOT门等，并解释它们如何作用于量子比特，改变其状态。通过构建简单的量子电路，读者将逐步理解如何实现量子逻辑运算。 接着，我们将深入探讨几种具有里程碑意义的量子算法。Shor算法将作为重头戏，详细解析其在高效分解大数方面的卓越能力，以及这对当前加密体系构成的潜在威胁。我们将逐步剥离其数学原理，力求让读者理解其高效性的根源。Grover算法将是另一位重要嘉宾，本书将解释它如何通过平方根加速在无序数据库中搜索目标信息，展示量子搜索的强大力量。 除了这些经典的算法，本书还将介绍量子近似优化算法（QAOA）和量子机器学习算法等前沿研究方向。我们将探讨这些算法在解决复杂优化问题和进行数据分析方面的潜力，并展望它们在化学模拟、材料科学、金融建模等领域的应用前景。 第三部分：量子通信的未来 量子信息在通信领域的应用同样令人瞩目，本书将对量子通信的原理和技术进行深入剖析。量子密钥分发（QKD）是本书中的一个重要章节。我们将详细介绍BB84等经典QKD协议，解释其如何利用量子力学原理保证通信的安全性。读者将了解到，任何试图窃听的行为都会被量子态的变化所揭示，从而无法实现无痕窃听。 我们将进一步探讨量子隐形传态（Quantum Teleportation），揭示如何利用量子纠缠将一个量子态从一个地方“传输”到另一个地方，而无需物理上移动量子比特本身。这一过程看似科幻，实则有着坚实的物理基础，本书将详细解读其背后的量子力学机制。 此外，本书还将介绍量子中继器（Quantum Repeater）的概念，以及它如何克服量子信号在长距离传输中的衰减问题，为实现全球范围内的量子通信网络奠定基础。我们也将探讨量子网络架构和相关的通信协议，为读者勾勒出未来量子通信的宏伟蓝图。 第四部分：量子技术的前沿与挑战 量子信息科学并非只是理论的构建，更是一项蓬勃发展的实验技术。本书将介绍当前实现量子信息技术的几种主要平台，包括超导量子比特、离子阱、光量子系统、拓扑量子比特等。我们将探讨每种技术的优势、劣势以及当前面临的挑战，例如量子比特的相干时间、门操作的保真度、量子比特的扩展性等。 本书还将关注量子误差纠正（Quantum Error Correction）这一关键技术。量子比特对环境噪声极其敏感，因此如何有效地纠正这些误差，是实现大规模容错量子计算的必经之路。我们将介绍量子纠错码的基本原理，以及它在保护量子信息免受干扰方面的作用。 最后，本书将展望量子信息科学的未来发展方向。量子传感、量子模拟等领域都将得到触及，展示量子技术在更广泛科学和技术领域中的应用潜力。我们将讨论开放性的问题和正在进行的学术前沿探索，鼓励读者在理解现有知识的基础上，进一步思考和探索量子世界的无限可能。 《量子信息》旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解量子信息科学的独特魅力、强大的潜力以及正在进行的革命性进展。本书将带领您穿越经典物理学的边界，进入一个由叠加、纠缠和量子态组成的全新信息时代。

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这本书给我带来的最大的收获，并非是某个明确的结论或答案，而是一种全新的看待世界的方式。作者通过一系列看似毫不相关的事件的并置，巧妙地揭示了隐藏在日常表象之下的某种普遍规律。我特别喜欢其中对于“偶然性”的探讨，它颠覆了我过去对“必然性”的认知。阅读过程中，我常常会产生一种强烈的代入感，仿佛自己就是故事中的某个观察者，正在亲眼见证历史的巨轮缓慢转动。书中的引用和注释部分也做得非常详尽，虽然我没有逐一核对，但其严谨程度让人相信作者在幕后做了大量的案头工作。这本书的份量感不是体现在页数的多少上，而是体现在它对读者心智结构所产生的长期影响上。读完之后，我感觉自己的“思考带宽”似乎被拓宽了一些，这是任何其他书籍都未能给予我的体验。

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坦白说，我一开始是被朋友极力推荐才买的，起初对这种厚重的“经典”题材有些抗拒，总觉得会是枯燥乏味的理论堆砌。然而，一旦进入了故事的脉络，我发现自己完全被一种强烈的叙事驱动力所裹挟。书中对人物内心活动的刻画细腻到了令人心惊的地步，主角的每一次犹豫、每一次挣扎，都像是被作者用手术刀精准地剖析开来，呈现在我们面前。我尤其欣赏其中穿插的一些民间传说和神话典故，它们不仅丰富了故事的层次感，也让宏大的主题多了一丝人间的烟火气。读到一半的时候，我甚至停下来，特意去查阅了作者引用的那些晦涩的历史背景资料，这对我来说是很罕见的举动，通常我都是直接跳过那些“不重要的”背景介绍的。这说明作者的引导非常成功，成功地激发了我深入探索的欲望。

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这本书的装帧设计实在是太抓人了！封面采用了深邃的靛蓝色，配上简洁的银色字体，那种低调的奢华感立刻就吸引了我。拿到手里，纸张的质感也相当不错，厚实而光滑，翻阅起来有一种仪式感。我特别喜欢扉页上的那句话，虽然跟具体内容关联不大，但那种对未知探索的敬畏感瞬间被点燃了。而且，这本书的版式排布非常考究，行距和字号的搭配使得长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。我最近正好在寻找一本能放在书架上“撑场面”的作品，这本《未命名的史诗》绝对是我的首选。它不仅仅是一本书，更像是一件精致的艺术品，光是放在那里，就让人忍不住想去探究其中蕴含的奥秘。它给我的第一印象是，作者对待作品的态度是极其认真的，从细节处就能看出这份匠心独到的打磨。我甚至有些舍不得太快读完，希望慢慢品味这份视觉上的愉悦。

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这本书的语言风格简直像是一首被打散了重新编排的交响乐，时而低沉压抑，时而豁然开朗，充满了张力和变化。作者似乎并不满足于用最直接的方式来表达观点，而是热衷于使用大量的比喻和转喻，构建起一层又一层的语义迷宫。我个人对文学作品中这种对语言边界的不断试探非常着迷。不过，我必须提醒未来的读者，这绝对不是一本可以用来“消磨时间”的书籍。它需要你投入全部的注意力，甚至可能需要你时不时地停下来，合上书本，在房间里踱步思考十分钟，才能真正消化掉刚刚读到的那段极具冲击力的文字。它的节奏把握得非常巧妙，那种在平缓中突然出现的爆发点，总能让人猛地从椅子上弹起来，心跳加速。这绝对是需要反复阅读才能体会其精髓的作品。

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我花了整整一个周末的时间沉浸在这部宏大的叙事之中，那种感觉就像是坐上了一艘老式的蒸汽船，缓慢而坚定地驶向未知的海域。作者构建的世界观极其庞大，充满了难以言喻的符号和暗示，仿佛每一个章节的结尾都留下了一个深不见底的黑洞，引诱着读者迫不及待地跳进去寻找答案。我特别欣赏其中关于“时间”和“记忆”的探讨，那种哲学思辨的深度，远超出了我预期的文学作品的范畴。它不是那种快餐式的读物，更像是需要你沏上一壶上好的乌龙茶，在宁静的午后，带着敬畏之心去细细咀嚼的珍馐。初读时可能会有些晦涩难懂，但只要坚持下去，那些零散的碎片就会慢慢拼凑出一个令人震撼的整体画面。这种阅读体验，是近年来我接触到的所有书籍中最为独特和引人入胜的。

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