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出版者:清華大學齣版社

作者:王剋宏

出品人:

頁數:608

译者:

出版時間:1998-1

價格:58.00元

裝幀:

isbn號碼:9787302024866

叢書系列:

圖書標籤:

• Java
• API
• 類庫
• 編程
• 開發
• 參考手冊
• 技術
• 計算機
• 書籍
• 工具書
• JavaSE

好的，這是一份關於一本與“Java語言API類庫”主題無關的圖書的詳細簡介： --- 《深度解析：量子計算的理論基石與未來應用》 作者： [此處填寫一個虛構的、聽起來專業的作者姓名，例如：張宏偉、李明哲] 齣版社： [此處填寫一個虛構的、聽起來嚴謹的齣版社名稱，例如：藍天科技齣版社] 裝幀： 精裝，全彩印刷 頁數： 850頁 定價： 188.00元 --- 內容簡介 《深度解析：量子計算的理論基石與未來應用》是一部全麵、深入、且具有前瞻性的學術專著，旨在為物理學、計算機科學、數學及相關工程領域的專業人士、高年級本科生及研究生提供一個理解量子計算核心概念、當前技術前沿及未來發展潛力的權威指南。 本書的寫作目的並非簡單地羅列公式或技術規格，而是力求構建一個清晰的認知框架，使讀者能夠深刻把握量子力學如何轉化為可計算的範式，以及這種新範式將如何顛覆傳統計算的局限性。 全書共分為六大部分，結構嚴謹，邏輯遞進： 第一部分：量子力學的數學基礎與信息論視角 本部分首先為讀者迴顧瞭必要的數學工具，包括綫性代數中的希爾伯特空間、算符理論以及概率論在量子係統中的特殊錶述。隨後，本書將視角從純物理轉嚮信息處理，詳細闡述瞭量子比特（Qubit）的概念——作為經典比特的根本性超越。我們深入探討瞭量子疊加態和量子糾纏的數學描述，並引入瞭馮·諾依曼熵和量子信息熵等核心概念，為後續的量子算法分析奠定堅實的理論基礎。本章著重於澄清“測量”在信息提取過程中的不可逆性與概率性本質，這是理解量子信息處理效率的關鍵。 第二部分：量子綫路模型與基本量子門操作 在本部分，我們將從抽象的數學概念過渡到實際的計算模型。本書詳細介紹瞭量子綫路模型（Quantum Circuit Model），這是目前最主流的量子計算架構。我們對構成基本計算單元的各種量子門進行瞭詳盡的分析，包括但不限於：泡利矩陣（X, Y, Z）、Hadamard門、相位鏇轉門（$R_z( heta)$）以及至關重要的多比特門——受控非門（CNOT）。 CNOT門作為構建通用量子計算的基礎，其工作原理和在産生糾纏態中的作用被置於重點分析之中。此外，本書還論證瞭通用量子門集的概念，證明瞭僅用有限的幾種量子門即可實現任何可計算的量子操作，這對於硬件實現具有指導意義。 第三部分：核心量子算法的精妙設計 這是本書最具亮點的部分之一。本部分專注於解釋那些展示齣對經典計算“量子霸權”潛力的關鍵算法。 Shor算法： 本章將以極其詳盡的步驟，解析Shor算法如何利用量子傅裏葉變換（QFT）來高效分解大整數，並探討其對當前公鑰加密體係（如RSA）的潛在威脅。 Grover搜索算法： 深入剖析Grover算法中的“振幅放大”技術，展示它如何將無序數據庫的搜索時間復雜度從$O(N)$降低到$O(sqrt{N})$，並探討其在優化問題中的適用性。 量子模擬算法： 重點介紹如何利用量子計算機來精確模擬復雜的量子多體係統，如分子軌道計算、材料科學中的相變預測，這被認為是量子計算最快可能實現商業價值的領域。 第四部分：量子計算的硬件實現路徑 理論與實踐之間存在鴻溝，本部分緻力於彌閤這一差距，全麵梳理瞭當前全球範圍內主要的量子硬件實現技術及其麵臨的工程挑戰。我們細緻地比較瞭以下幾種主流技術路綫的優劣： 1. 超導電路（Transmon Qubits）： 重點討論其在相乾時間、門保真度方麵的進展，以及極端低溫環境的要求。 2. 囚禁離子（Trapped Ions）： 分析其高保真度操作和全連通性的優勢，以及離子阱的擴展性難題。 3. 光量子（Photonic Quantum Computing）： 探討基於光子的方案（如綫性光學量子計算）在室溫操作上的潛力。 4. 拓撲量子計算（Topological Quantum Computing）： 作為一種理論上更具容錯性的方案，本書對其背後的非阿貝爾任意子的概念進行瞭科普性闡述。 第五部分：量子誤差修正與容錯計算 量子係統的脆弱性是實現大規模計算的最大障礙。本部分係統性地介紹瞭量子誤差修正（QEC）的理論。讀者將學習到經典誤差修正與量子誤差修正的根本區彆，理解奇偶校驗碼（Parity-Check Codes）的概念，並重點研究錶麵碼（Surface Code）作為當前最有希望實現容錯量子計算（FTQC）的方案。本書詳細解釋瞭如何通過增加邏輯量子比特的冗餘度來抵抗環境噪聲，確保計算的可靠性。 第六部分：量子計算的未來展望與交叉學科影響 最後一部分將視野拓展到量子計算的更廣闊影響。我們探討瞭量子機器學習（QML）的初步框架，討論瞭量子增強優化算法在金融建模中的初步應用設想。同時，本書也審慎地評估瞭“量子霸權”演示的實際意義，並分析瞭未來十年內，NISQ（有噪聲的中等規模量子）設備將如何與經典超級計算機協同工作（混閤量子-經典計算範式）。本章的結論部分，對計算科學、密碼學以及基礎物理學的未來發展趨勢進行瞭深刻的洞察。 --- 目標讀者 本書內容深度高，要求讀者具備紮實的微積分、綫性代數基礎，並對離散數學和基礎算法設計有一定瞭解。它特彆適閤： 研究生及博士生，作為量子信息科學、量子計算方嚮的專業教材或參考書。 高等院校相關專業的教師，用於構建前沿課程體係。 來自半導體、軟件、金融分析等領域的專業技術人員，希望深入理解下一代計算範式的轉型。 《深度解析：量子計算的理論基石與未來應用》不追求淺嘗輒止，而是緻力於提供一種結構化、係統化、且深入核心的知識體係，確保讀者不僅“知道”量子計算是什麼，更能“理解”它如何運作，以及它將如何改變我們解決復雜問題的能力。本書的嚴謹性與覆蓋麵，使其成為該領域不可或缺的案頭工具書。

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