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出版者:人民邮电出版社

作者:宗涛

出品人:

页数:142

译者:

出版时间:2004-8-1

价格:14.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787115124739

丛书系列:

图书标签:

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科技前沿探索：人工智能与量子计算的未来图景 第一部分：人工智能的深度演进与伦理考量 本书深入剖析了当前人工智能领域最前沿的研究方向与应用实践，旨在为读者构建一个全面、立体的认知框架。我们首先聚焦于深度学习模型架构的突破性进展，详细阐述了Transformer模型如何彻底革新自然语言处理（NLP）的范式，并探讨了其在更广阔领域如多模态学习中的潜力与局限。书中不仅涵盖了经典的卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）的演变历程，更着重分析了生成对抗网络（GANs）和变分自编码器（VAEs）在复杂数据生成、图像合成以及数据增强方面的最新成果。我们特别辟出章节，系统梳理了大语言模型（LLMs）的涌现能力及其背后的数学原理，分析了Scaling Law对模型性能的决定性影响，并对Mixture-of-Experts（MoE）架构的效率优势进行了详尽的对比。 然而，技术的飞速发展伴随着不可回避的伦理挑战。本书将人工智能的公平性、透明度与可解释性（XAI）置于核心位置进行探讨。我们不仅介绍了LIME、SHAP等主流可解释性方法的技术细节，更深入分析了在医疗诊断、信贷审批等高风险应用中，模型偏见可能导致的社会不公。书中收录了多个真实案例，剖析了算法决策过程中的“黑箱”问题，并探讨了构建“可信赖人工智能”（Trustworthy AI）的工程实践与治理框架。此外，关于强人工智能（AGI）的哲学思辨和潜在的社会结构重塑，我们也进行了审慎而富有洞察力的讨论。 第二部分：量子计算：从理论基石到工程实现 量子计算代表着计算范式的根本性转变，本书致力于清晰地揭示其底层物理原理和工程实现的艰巨性。内容从量子力学的基础公理讲起，用直观的方式解释了叠加态、纠缠态以及量子测量的非经典特性。我们随后详细剖析了量子比特（Qubit）的各种物理实现方案，包括超导电路、离子阱、拓扑量子比特以及光子系统，对比了它们在相干时间、门保真度和可扩展性方面的优劣。 本书的重点章节集中于量子算法的设计与分析。我们不仅系统介绍了Shor算法和Grover算法的数学推导和实际应用场景，更侧重于介绍近中期可实现量子计算（NISQ）时代的算法，例如量子近似优化算法（QAOA）和变分量子本征求解器（VQE）。这些算法是当前衔接理论与硬件的关键桥梁，书中提供了大量的伪代码和示例，展示如何利用这些混合量子-经典算法来解决组合优化和量子化学模拟等问题。 在硬件层面，我们详尽讨论了量子纠错码（Quantum Error Correction, QEC）的必要性与复杂性。书中详细解析了表面码（Surface Codes）的拓扑结构和逻辑门操作机制，这是实现容错量子计算（Fault-Tolerant Quantum Computing, FTQC）的必经之路。读者将清晰地了解到构建逻辑量子比特所需的海量物理量子比特的开销，以及目前各大研究机构在提高错误率阈值方面所做的努力。 第三部分：交叉领域：计算范式的融合与未来计算 现代科技的进步往往发生在学科的交界地带。本书的第三部分着眼于人工智能与量子计算的深度融合——量子机器学习（QML）。我们探讨了如何将量子特征映射（Quantum Feature Mapping）应用于经典数据，以期在低维空间中实现更高效的模式识别。书中分析了使用量子神经网络（QNNs）替代传统神经网络的潜力，尤其是在处理高维、复杂关联性的数据集时所展现出的加速优势。 此外，我们还涵盖了神经形态计算（Neuromorphic Computing）的最新进展。这部分内容探讨了如何模仿生物大脑的脉冲编码和突触可塑性来设计新型硬件加速器，以期在能效比上超越冯·诺依曼架构。我们对比了忆阻器（Memristors）等非易失性存储元件在构建类脑计算系统中的应用前景，并分析了如何将这些硬件优势与深度学习算法相结合，实现更具鲁棒性和适应性的边缘计算解决方案。 第四部分：计算安全与后量子密码学 随着量子计算机能力的逼近，现有公钥加密体系（如RSA和ECC）面临被Shor算法破解的巨大风险。本书用专门章节系统梳理了后量子密码学（PQC）的各个主要研究方向。我们详细介绍了基于格（Lattice-based）、基于编码（Code-based）、基于哈希（Hash-based）和基于同源（Isogeny-based）的密码体制，并对比了它们在安全性、密钥尺寸和计算效率上的权衡。书中对NIST PQC标准化流程进行了追踪报道，并对最有望成为未来标准的算法进行了深入的数学解析。 最后，本书不仅关注计算能力的提升，也关注数据传输的安全性。我们探讨了量子密钥分发（QKD）的技术原理，如BB84协议，并分析了其在特定网络环境下的部署挑战与优势，为读者理解下一代信息安全的整体图景提供了必要的理论基础。 本书面向计算机科学、物理学、电子工程等相关专业的学生、研究人员及行业从业者，力求以严谨的逻辑和前沿的视角，展现当前计算科学最激动人心的前沿动态。

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