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出版者:遠流

作者:徐仁修

出品人:

页数:156

译者:

出版时间:2002-2-1

价格:NT$ 320

装帧:

isbn号码:9789573245421

丛书系列:

图书标签:

• 徐仁修
• 博物
• 自然
• 情感
• 生命
• 动物
• 植物
• 观察
• 思考
• 环境保护
• 人与自然
• 散文

好的，这是一份针对一本名为《自然有情》的书籍的“非”简介，它将详细描述一本与自然、情感或人与自然关系无关的书籍的内容，字数控制在1500字左右。 --- 《数字矩阵的低语：量子计算与后摩尔时代的算法构建》 导言：超越硅基的边界 本书深入探讨了二十一世纪信息科学面临的根本性转变——从传统冯·诺依曼架构向基于量子力学的计算范式的过渡。我们不再满足于硅芯片的线性逼近能力，而是寻求利用亚原子粒子的奇特性质，如叠加态和量子纠缠，来解决经典计算机无法企及的复杂问题。这不仅仅是硬件的升级，更是一场关于信息本质、计算极限以及算法思维范式的彻底重构。本书旨在为精通经典计算理论的读者提供一份详尽的指南，带领他们穿越量子比特（Qubit）的迷雾，抵达实用化量子算法的前沿阵地。 第一部分：量子力学基础与信息编码 第一章：从比特到量子比特：叠加与纠缠的物理学 本章从回顾经典信息论的基本概念（比特、熵）入手，迅速过渡到量子物理学的核心原理。我们将详细解析量子比特的概念——一个在 $|0 angle$ 和 $|1 angle$ 之间连续的、概率性的状态。我们着重探讨了“叠加态”如何使得单个量子比特能够同时存储和处理多重信息，并引入了布洛赫球模型作为理解单量子比特操作的几何直观工具。 重点讨论了量子纠缠：这一“幽灵般的超距作用”如何成为量子计算资源的核心。我们通过贝尔态的构建与测量，阐明纠缠态在指数级信息压缩和并行处理能力方面所扮演的关键角色。本章的数学基础侧重于狄拉克符号（Bra-Ket Notation）的熟练运用，为后续的矩阵运算奠定基础。 第二章：通用量子门集与量子线路设计 量子计算是通过一系列酉变换（Unitary Transformations），即量子门，来实现的。本章系统地梳理了构建通用量子计算系统的最小门集。 单比特门方面，我们详述了泡利矩阵（$X, Y, Z$）的作用，并重点分析了Hadamard门（$H$）如何生成等概率的叠加态，这是几乎所有量子算法的起点。多比特门方面，最核心的是受控非门（CNOT），它是实现信息交互和纠缠的基石。我们将CNOT门视为量子电路中的“逻辑乘法器”，并展示如何利用 $H$ 门和 $CNOT$ 门组合出其他重要的门，如Toffoli门（通用不可逆门）。 本章的实践部分聚焦于量子线路图的规范化：如何将一个抽象的计算任务分解为一系列标准量子门的序列，以及如何识别和消除线路中的冗余操作，以最小化退相干（Decoherence）带来的错误。 第二部分：核心量子算法的理论突破 第三章：Deutsch-Jozsa与Deutsch-Jozsa的并行性 本章标志着我们正式进入量子算法的实战阶段。我们首先解析了Deutsch-Jozsa算法，它是证明量子计算在特定问题上具有指数级加速的里程碑式成果。通过对比经典算法需要$2^{n-1}+1$次函数查询才能确定的布尔函数性质，与量子算法仅需一次查询即可解决的效率飞跃，我们直观地理解了量子并行性（Quantum Parallelism）的威力。 随后，我们深入探讨了Simon’s Algorithm，它展示了量子计算在处理周期性问题上的巨大潜力，其加速比已经达到了指数级别。本章强调理解这些早期算法的关键，并非其解决的实际问题有多么重要，而是它们揭示了量子干涉如何被巧妙地用来放大正确答案的概率振幅，并抵消错误答案的振幅。 第四章：秀尔算法与格点搜索：大数分解的终结 Shor’s Algorithm是量子计算领域最具颠覆性的成果。本章将花费大量篇幅来解构这一算法的精髓。我们首先回顾欧拉的定理和费马的小定理，确定大数分解问题（Factorization Problem）可以被转化为周期寻找问题（Period-Finding）。 核心是量子傅里叶变换（Quantum Fourier Transform, QFT）。我们将QFT视为经典离散傅里叶变换的量子加速版本，并通过矩阵形式详细展示其在$N$维空间上的指数级加速。随后，我们将QFT应用于周期寻找，展示如何通过对测量结果的反向推断，高效地确定函数的周期，从而在多项式时间内破解RSA加密体系。 本章的讨论延伸至量子计算对格密码学的潜在威胁和机遇，探讨了后摩尔时代对新型加密标准的迫切需求。 第五章：格罗弗算法：无序数据库的平方加速 与Shor算法的指数级加速不同，Grover’s Algorithm针对的是无结构搜索问题。本章分析了如何在一个包含$N$个元素的数据库中找到特定目标元素。经典搜索算法的最坏情况需要$N$次检查，而Grover算法仅需约 $frac{pi}{2}sqrt{N}$ 次迭代。 我们通过Grover算子的几何解释来理解其工作原理。该算子由两部分构成：一是Hadamard门产生的均匀叠加态，二是振幅放大算子（Grover Iteration），该算子将目标向量的振幅向“目标方向”旋转。通过反复应用这两步操作，算法有效地将目标态的概率振幅推向1。本章还讨论了Grover算法在优化、机器学习特征选择等领域的推广应用。 第三部分：进阶主题与工程挑战 第六章：变分量子本征求解器（VQE）与混合算法 随着当前NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）设备的出现，完全容错的量子计算机尚遥不可及。本章转向混合量子-经典算法，其中最重要的是变分量子本征求解器（VQE）。 VQE利用量子计算机来高效计算能量期望值（通过量子态的制备和测量），而将优化参数调整的任务交给经典优化器（如梯度下降法）。我们详细分析了VQE在化学模拟（如计算分子的基态能量）中的应用框架，并讨论了Ansatz（试探态）的设计选择对收敛速度和精度带来的影响。本章强调，在当前硬件限制下，混合算法代表了实现早期量子优势的最现实路径。 第七章：量子纠错码：对抗退相干的堡垒 量子信息极其脆弱，环境噪声会导致量子态的失真，即退相干。本章全面回顾了实现大规模容错量子计算所必需的理论工具——量子纠错码（QEC）。 我们从信息冗余的角度切入，讨论了经典的重复编码在量子态上的无效性（不可克隆定理）。随后，我们详细介绍了Shor的9量子比特码和更具代表性的表面码（Surface Code）。表面码通过在二维格点上局部连接的量子比特实现逻辑量子比特的编码，其优势在于只需要局部操作和测量，并且具有可扩展的容错阈值。本章的重点是理解Stabilizer的概念，即如何通过测量校验子来检测错误而又不破坏信息本身。 结语：通往实用化的路径 本书的结论部分总结了量子计算在密码学、材料科学、优化问题以及人工智能等领域的应用前景，并审视了实现通用、容错量子计算机所面临的工程挑战——从超导电路的低温控制到拓扑量子比特的物理实现。我们清晰地表明，量子计算是一门深植于理论物理、依赖于尖端工程学的交叉学科，其革命性的潜力正在等待下一代算法和硬件的成熟。 --- 关键词: 量子比特, 纠缠, 量子门, 叠加态, Shor算法, Grover算法, 量子傅里叶变换, VQE, 表面码, 容错计算。

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我一直认为，一本好的书，能够唤醒我们内心深处沉睡的某种东西。而这本书，无疑做到了这一点。它没有华丽的辞藻，也没有惊心动魄的情节，但它拥有一种直抵灵魂的力量。作者对于生活细节的观察，是如此敏锐，仿佛能洞察到万物生长的奥秘。我常常在阅读时，会突然停顿下来，去思考作者所描绘的场景，那些平常得不能再平常的景象，在作者的笔下，却焕发出了前所未有的生机与意义。我喜欢它对情感的描绘，不是那种流于表面的煽情，而是那种细水长流的真挚，在平淡中展现出人性的光辉。这本书让我体会到，原来生活本身，就是一首最动人的诗篇。它教会我如何去发现身边的美好，如何去感受那些被我们忽略的细节。每次读完，我都会感到一种前所未有的平静与满足，仿佛灵魂得到了净化。我会在书签上写下一些感受，以便日后重温，而每一次重温，都会有新的体会，新的感悟。这，或许就是一本书的生命力所在吧。

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这本书给我的第一印象是它的语言，清新、淡雅，如同山间流淌的溪水，没有丝毫的矫揉造作。作者的笔触，细腻而富有感染力，仿佛能将读者带入一个充满生机与灵性的世界。我尤其喜欢它对人与自然之间关系的描绘，那种人与万物相互依存、相互关爱的理念，深深打动了我。在阅读过程中，我仿佛能感受到微风拂过脸颊，听到鸟儿在枝头歌唱，闻到泥土的芬芳。作者不仅仅是在描写自然，更是在传递一种生活态度，一种对生命的热爱和对世界的善意。它没有提供什么惊天动地的道理，却用最朴实的文字，阐释了最深刻的生命哲学。我常常会在阅读时，被某些段落深深吸引，反复品味，并从中获得心灵的平静与力量。这本书就像一位知心的朋友，在我感到疲惫时，给我温暖的慰藉，在我感到迷茫时，给我指引方向。

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这本书的魅力，不在于其情节的跌宕起伏，也不在于其观点的惊世骇俗，而在于它所散发出的那种宁静致远的东方韵味。作者的文字，如同古老的乐章，缓慢而深沉，每一个字句都蕴含着沉淀已久的智慧。它让我看到了另一种看待世界的方式，一种将个体融入整体，将个人情感与自然脉搏相连接的方式。我常常会为作者对细节的捕捉而赞叹，那些看似微不足道的事物，在作者的笔下，却变得鲜活而富有生命力。我喜欢它对人与人之间关系的描绘，那种含蓄而内敛的情感表达，却能触动人心最柔软的地方。这本书的阅读过程，就像一场心灵的朝圣，让我放慢脚步，审视内心，重新找回与生命的连接。它没有给我提供现成的答案，却教会了我如何去提问，如何去感受，如何在静默中寻找属于自己的答案。

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这本书的封面设计就透露出一种静谧而深邃的气息，淡雅的色彩和恰到好处的留白，仿佛预示着书中蕴含着不为人知的东方智慧。我迫不及待地翻开了第一页，就被作者细腻的笔触深深吸引。那种对自然万物的观察，细致入微，仿佛我能亲身感受到微风拂过脸颊，听到鸟儿在枝头婉转的歌唱。文字间的韵律感十足，如同古老的诗歌，每一个词语都经过精雕细琢，组合在一起，便勾勒出一幅幅生动的画面。我常常在阅读时，不由自主地停下脚步，闭上眼睛，去体会那种人与自然融为一体的宁静与和谐。这种感觉，是都市生活中久违的慰藉，也是我对生命本质的深层探寻。书中的许多段落，我都反复阅读，不仅仅是为了理解文字的含义，更是为了汲取那种沉淀在字里行间的生命力。作者对于细节的把握，真的让人惊叹，从一草一木的生长，到日夜更替的规律，都充满了生命的热情和不屈的韧性。这不仅仅是一本书，更像是一次心灵的洗礼，让我重新审视了自己与周遭世界的联系，找回了那份久违的敬畏之心。

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拿到这本书，我最先注意到的是它的装帧设计，那种返璞归真的风格，就如同书名所暗示的那样，有一种来自大地深处的亲切感。翻开扉页，便被作者那如同溪水般流淌的文字所吸引。它没有华丽的辞藻，也没有复杂的故事情节，但却有一种直击人心的力量。作者对自然的描绘，细致入微，仿佛我能亲眼看到那些在阳光下闪烁的露珠，听到风吹过树叶的沙沙声。更让我着迷的是，作者在描写自然的同时，也巧妙地将人性的情感融入其中。那些看似微不足道的瞬间，在作者的笔下，却被赋予了深刻的生命意义。我喜欢它那种沉静而内敛的风格，没有强烈的节奏感，却能让人在字里行间找到内心的平静。每一次阅读，我都会有新的发现，新的感悟，仿佛这本书蕴含着无尽的宝藏，等待我去挖掘。它不仅仅是一本书，更像是一位老友，在我失落时给予我慰藉，在我迷茫时指引我方向。

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这本书的封面，就透露出一种质朴而深邃的气息，仿佛预示着书中蕴含着未经雕琢的天然之美。作者的文字，如同山间的清风，轻柔而有力，带着一种原始的生命力。它没有刻意追求某种宏大的叙事，却能在平凡的瞬间，触动人心最柔软的角落。我尤其欣赏作者对情感的描绘，那种细腻而真挚，不加任何修饰，却能直击灵魂。它让我看到了人性的复杂与美好，也让我学会了如何去感受，如何去理解。这本书的阅读体验，是一种沉浸式的体验，我常常会为作者所描绘的画面而着迷，仿佛身临其境。它不仅让我增长了见识，更让我对生命有了更深的敬畏。合上书页，我感觉自己仿佛经历了一次心灵的洗礼，变得更加敏感，也更加懂得珍惜。

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每次拿起这本书，我都会有一种回到源头的归属感。作者的文字，有一种返璞归真的力量，它不刻意去追求华丽的辞藻，却能在最朴素的语言中，展现出最动人的情感。我喜欢它对生活的描绘，那种细致入微的观察，仿佛能将读者带入每一个场景，去感受那里的气息，去体会那里的温度。它对人与自然关系的阐释，更是让我深受启发，让我意识到，我们并非独立于自然之外的存在，而是其中不可分割的一部分。书中的许多段落，都让我驻足思考，它们如同点亮我内心黑暗的火把，让我看到了更广阔的天地。我常常会在阅读后，感到一种前所未有的平静与充实，仿佛灵魂得到了滋养。这不仅仅是一本书，更像是一场心灵的旅行，让我重新认识了生命，也重新认识了自己。

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初次翻阅这本书，我便被其中那种别样的叙事风格所打动。作者似乎并非在简单地讲述故事，而是在编织一张细密的网，将读者引入一个充满灵性的世界。那些看似平淡的文字，却蕴含着深邃的哲理，仿佛每一句话都经过千锤百炼，直击人心。我尤其喜欢作者对于情感的描绘，不是那种歇斯底里的爆发，而是如同春雨般润物无声的渗透，在不经意间触碰到内心最柔软的部分。读到某些情节时，我甚至能感受到角色的喜怒哀乐，仿佛他们就站在我面前，与我进行着无声的交流。这种代入感，是我在许多书中都未曾体验过的。更难得的是，书中展现的对生命的态度，不是简单的感伤，而是一种积极的、带着希望的凝视。即使在描绘困难与挑战时，也总能从中找到一丝坚韧的光芒。这种力量，如同暗夜中的星辰，虽不耀眼，却能指引方向。我常常在思考，作者是如何做到将如此复杂的情感和深刻的思考，融入到如此流畅而优美的文字之中的。这不仅仅是一本书的成功，更是作者独特生命体验的沉淀与升华。

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我很少会因为一本书而改变自己的生活习惯，但这本书做到了。它像一位温和的导师，在我睡前，常常让我沉浸在它的世界里，暂时忘却了白天的烦恼。作者的文字，没有刻意追求某种风格，却有一种自然而然的诗意。它对细节的捕捉，是如此独到，常常能让我惊叹于生活本身的美好。我特别喜欢它对人与人之间关系的描绘，那种细腻而真挚，仿佛我能感受到每一个角色内心深处的情感波动。这本书不是那种能让你在短时间内获得什么“顿悟”的书，而是需要你慢慢品味，细细体会。每一次阅读，都会有新的发现，新的感悟。它教会我如何去感受，如何去珍惜，如何在平凡的生活中发现不平凡的意义。我常常会在阅读时，停下来，望着窗外，去思考作者所描述的那些画面，那种人与自然和谐共存的境界，让我对生命有了更深的敬畏。

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很难用简单的语言来概括这本书带给我的感受。它像是一股清泉，缓缓流淌进我的心田，洗涤掉尘世的喧嚣与浮躁。作者的文字，有着一种难以言喻的质朴与纯粹，仿佛来自遥远的童话世界，却又饱含着生活的真谛。我尤其欣赏作者对人物内心的刻画，那种细腻而深邃，能够触碰到人性的最深处。在阅读的过程中，我仿佛与书中的人物一同经历着他们的喜怒哀乐，感同身受。这种共鸣，是我在许多书中都未曾获得的。这本书让我重新审视了自己与他人的关系，也让我更加懂得珍惜生命中的每一个遇见。它没有给我提供什么惊天动地的道理，却用最温柔的方式，教会了我如何去爱，如何去感受。我喜欢它那种娓娓道来的叙事方式，没有强烈的戏剧冲突，却能让我在不知不觉中沉浸其中，无法自拔。合上书页，我感觉自己仿佛经历了一场心灵的旅程，变得更加柔软，也更加坚韧。

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摄影作品配上文字，其实是在教会我们用什么样的眼光去欣赏自然

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从小就被植物深深吸引，大概是因为在此间可以找到喜悦，发现自己吧

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摄影作品配上文字，其实是在教会我们用什么样的眼光去欣赏自然

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