Electricidad Y Magnetismo/ Electricity and Magnetism pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Not Available (NA)

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页数:10

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价格:131.00元

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isbn号码:9788424129583

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图书标签:

• 物理学
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• Electricity and Magnetism

物理学前沿：量子纠缠与信息理论的交汇 图书简介 本书深入探讨了当代物理学中两个最为迷人且相互关联的领域：量子信息理论和复杂系统动力学。与经典的宏观物理描述不同，本书聚焦于微观尺度下物质与能量的本质行为，特别是量子力学如何重塑我们对信息、计算以及宇宙基本结构的理解。全书结构严谨，内容前沿，旨在为具备扎实数学和基础物理背景的读者提供一个深入理解这些尖端课题的全面视角。 第一部分：量子基础的重估与信息编码 本书开篇并未重复介绍电磁学或经典力学的基础概念，而是直接切入量子力学的核心——叠加态与测量问题。 第一章：量子态的数学表述与希尔伯特空间 本章详细阐述了量子力学的数学框架，使用狄拉克符号（Bra-Ket Notation）系统地构建了有限维和无限维希尔伯特空间。我们不仅讨论了基本算符（如位置、动量和哈密顿量）的本征值问题，更重点分析了密度矩阵理论在描述开放量子系统中的关键作用。密度矩阵如何处理子系统与环境的相互作用，以及它在处理退相干现象中的优越性，将是本章的重点解析对象。 第二章：信息论的量子化：量子比特与纠缠的度量 量子信息论的核心在于量子比特（Qubit）的概念。本章将经典比特（0或1）与量子比特（$ alpha|0 angle + eta|1 angle $）进行严格对比，并引入了冯·诺依曼熵来量化量子信息的纯度与混合度。随后，本书将花费大量篇幅介绍纠缠（Entanglement）这一非定域性的核心资源。我们将详细分析贝尔不等式的推导及其实验验证（如阿斯佩实验的最新进展），并引入纠缠熵（如比尔夫-利特伍德熵）作为衡量两个子系统间纠缠程度的精确工具。如何从实验数据中提取可操作的纠缠度量，是本章的实践性目标。 第三章：量子逻辑门与通用计算模型 在明确了量子信息的基本单位后，本章转向量子计算的实现。我们构建了量子电路模型，详细分析了如Hadamard门、Pauli门族以及CNOT门等基本单比特和双比特逻辑门的作用机理。本书着重论证了量子线路定理，证明了通用量子计算仅需一组特定的双比特门（如CNOT结合任意单比特旋转）即可实现任意幺正演化。此外，我们还将探讨量子图态（GKP States）与测量驱动量子计算（MBQC）的理论框架，将其视为区别于传统电路模型的另一种计算范式。 第二部分：复杂系统中的量子现象 本书的后半部分将视角从纯理论转向更广阔的物理应用领域，特别是探讨量子效应在复杂、多体系统中的涌现。 第四章：多体物理与量子相变 本章将量子信息理论的工具箱应用于凝聚态物理。我们将分析自旋晶格模型（如伊辛模型、海森堡模型）的量子涨落效应。重点在于理解量子相变——即在零温下，仅通过改变耦合强度或外部场等参数导致的系统基态的拓扑性质突变。我们将利用边界条件和重整化群（RG）方法的量子版本，来识别和分类不同类型的临界点和普适性类别。这一分析将不可避免地涉及拓扑序的概念，并介绍张量网络态（Tensor Networks），特别是矩阵乘积态（MPS）如何高效地表征低维系统的基态。 第五章：退相干、噪声与容错计算 理想的量子计算环境在现实中难以实现，环境噪声和退相干是主要的障碍。本章专门分析开放量子系统的动力学，引入林布朗方程和超级算符（Liouvillian）来描述系统与环境的耗散演化。针对这种噪声，我们将深入研究量子误差修正码（QECC）。详细介绍表面码（Surface Codes）和CSS码（Calderbank-Shor-Steane Codes）的结构，阐明如何通过引入冗余比特和局部操作来实现对量子态的保护，从而使可扩展的容错量子计算成为可能。本章将通过具体的例子展示如何解码错误和执行逻辑操作。 第六章：引力、时空与量子信息前沿 本书的最后一部分触及物理学最前沿的交叉领域：量子信息与量子引力的联系。我们将考察AdS/CFT对偶性，并阐述信息论视角下如何理解这一对偶性——即ER=EPR猜想。我们将讨论纠缠如何被认为是时空几何的基础构建块。此外，本章还会探讨黑洞信息悖论的最新进展，特别是通过火墙悖论（Firewall Paradox）引发的关于信息丢失和量子信息守恒的深刻讨论。这些前沿课题展示了量子信息理论在统一基本物理定律中的潜力。 总结 本书的叙事主线清晰：从量子态的精确描述，到信息资源的量化与利用，再到复杂系统中量子效应的涌现，最后连接到时空本质的深刻疑问。它旨在提供一个全面的、不回避数学严谨性的量子信息和复杂物理的图景，激励读者在这些激动人心的领域进行更深入的探索。全书的重点在于理解信息作为物理实体在不同尺度上的表现和转化。

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