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出版者:杭州大学出版社

作者:王鹤龙

出品人:

页数:160

译者:

出版时间:1995-7-1

价格:12.00

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787810357937

丛书系列:

图书标签:

• 电脑基础
• 电脑入门
• 办公软件
• 信息技术
• 计算机知识
• 技能提升
• 数字素养
• 学习教程
• 人人学电脑
• 基础知识

好的，这是一份不包含《电脑基础新知识/人人学电脑丛书》内容的详细图书简介，侧重于介绍其他技术和知识领域： --- 图书名称：量子计算与未来计算范式 内容简介 量子计算与未来计算范式 本书深入探讨了超越经典计算局限性的前沿领域——量子计算。它不仅仅是对量子物理学原理的简单介绍，更是一部面向对未来计算技术有浓厚兴趣的读者（包括计算机科学专业人士、物理学爱好者以及希望了解下一代技术浪潮的决策者）的全面指南。本书旨在系统地构建读者对量子信息论、量子算法设计以及未来硬件实现的理解框架。 第一部分：经典计算的边界与量子理论的基石 在开篇，本书首先回顾了图灵机模型和冯·诺依依曼架构的辉煌成就，明确指出了在处理特定复杂问题（如大数因子分解、复杂分子模拟）时，经典计算所面临的指数级时间复杂度瓶颈。这一铺垫为引入量子计算的必要性奠定了坚实的基础。 随后，本书详细介绍了支撑量子计算的物理学基础。这部分内容力求在保持科学严谨性的同时，对非专业读者保持友好。我们从基本的量子力学概念入手，着重阐述了叠加态（Superposition）和量子纠缠（Entanglement）这两个核心概念。书中通过清晰的类比和数学模型的逐步引入，解释了量子比特（Qubit）如何存储和处理信息，以及它与经典比特的本质区别。特别是对于量子纠缠，本书不仅解释了其“鬼魅般的超距作用”，更深入分析了它在构建高并行性计算任务中的关键作用。 第二部分：量子信息处理的核心机制 本部分是本书的技术核心，专注于量子计算的实际操作层面。 量子逻辑门与线路设计： 经典计算依赖于逻辑门（AND, OR, NOT），量子计算则依赖于酉矩阵变换所代表的量子门（如Hadamard门、Pauli门、CNOT门等）。本书详细分类介绍了单比特门和多比特门，并展示了如何通过组合这些基本门来构建复杂的量子线路。读者将学习如何用量子线路图来精确描述一个计算过程，理解量子不可克隆定理对信息处理的约束。 量子算法的突破： 介绍了几种最具代表性和影响力的量子算法，并深入剖析了它们的计算优势来源。 1. Shor算法： 详细解析了该算法如何利用量子傅里叶变换（QFT）实现对大整数的指数级加速分解，这对现代公钥加密体系构成了直接威胁。 2. Grover算法： 阐述了它如何通过振幅放大技术，将无序数据库的搜索复杂度从 $O(N)$ 降低到 $O(sqrt{N})$，并讨论了其在优化问题中的潜在应用。 3. 量子近似优化算法 (QAOA) 与变分量子本征求解器 (VQE)： 鉴于当前NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）时代的硬件限制，本书重点介绍了这些混合量子-经典算法，它们是当前解决组合优化和化学模拟问题的最有希望的途径。 第三部分：硬件实现与工程挑战 量子计算的理论突破必须依赖于稳定的物理载体。本部分将读者的视野从理论转向了工程实现。本书全面对比了当前主流的量子硬件平台，并分析了各自的优缺点和技术成熟度： 超导电路（Superconducting Circuits）： 讨论了谷歌和IBM等机构采用的方案，其核心挑战在于极低温环境下的退相干时间（Decoherence Time）控制。 离子阱（Trapped Ions）： 介绍其高保真度的门操作能力，以及如何通过激光精确控制单个离子。 拓扑量子计算（Topological Quantum Computing）： 探讨微软等公司正在探索的，利用准粒子实现对环境噪声的内在免疫机制。 光量子计算（Photonic Quantum Computing）： 分析了基于光子偏振或路径的计算方法，特别是在高速、室温操作方面的潜力。 此外，书中专门开辟章节讨论了量子纠错（Quantum Error Correction, QEC）的重要性。鉴于量子态的脆弱性，QEC是实现通用、容错量子计算（Fault-Tolerant Quantum Computing, FTQC）的必要前提。本书介绍了表面码（Surface Codes）等关键编码方案的基本思想。 第四部分：量子计算的应用前景与社会影响 本书的最后部分着眼于未来，展望了量子计算在不同行业中的变革性潜力： 材料科学与药物发现： 量子模拟能够精确计算分子的基态能量和反应路径，极大地加速新材料和新药的研发。 金融建模： 在风险分析、投资组合优化和期权定价等复杂计算中的应用。 人工智能的演进： 探讨量子机器学习（QML）如何通过处理高维特征空间来增强现有AI模型的性能。 同时，本书也清醒地认识到量子计算带来的挑战，特别是对现有加密基础设施的冲击。我们详尽地介绍了后量子密码学（Post-Quantum Cryptography, PQC）的进展，阐述了基于格、哈希函数和编码理论的新型抗量子攻击的加密标准，为读者提供了必要的安全知识储备。 目标读者群体： 本书适合具有一定线性代数和离散数学基础的理工科高年级学生、研究人员、软件架构师，以及任何渴望深入了解下一代计算技术的科技爱好者。它提供了一条从基础物理概念到前沿算法与硬件实现的完整学习路径。 ---

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