量子信息与量子计算简明教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:东南大学出版社

作者:陈汉武/国别：中国大陆

出品人:

页数:188

译者:

出版时间:2006-6

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787564103491

丛书系列:

图书标签:

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《量子信息与量子计算简明教程》—— 开启信息时代的全新篇章 本书是一部面向初学者和对量子世界充满好奇的读者的入门读物，旨在以清晰、简洁的方式，勾勒出量子信息与量子计算这一前沿科学领域的宏大图景。我们拒绝冗长晦涩的数学推导，而是侧重于概念的理解与核心思想的传达，让您在轻松愉悦的阅读体验中，领略量子力学的独特魅力，并洞悉其在信息处理领域带来的革命性潜力。 内容前瞻： 本书将带您踏上一段精彩的探索之旅，从量子力学的基本原理出发，逐步深入到量子信息与量子计算的核心概念。 第一部分：量子世界的基石——量子力学的启蒙 我们将从最基础的量子力学概念入手，为您构建坚实的理论基础。 粒子与波的二象性： 认识微观世界的神奇之处，理解电子、光子等量子实体是如何同时展现出粒子和波的特性，这是理解一切量子现象的起点。我们将通过生动有趣的类比，而非枯燥的数学公式，来阐释这一颠覆性的概念。 叠加态： 揭示量子叠加态的奥秘，理解一个量子比特（qubit）是如何能够同时处于0和1的混合状态，这将是理解量子计算强大能力的关键。我们将以经典的“薛定谔的猫”思想实验为例，帮助您直观地理解这一反常识的概念。 纠缠态： 探索量子纠缠这一“鬼魅般的超距作用”。我们将阐述两个或多个量子粒子之间如何建立起一种超越时空的神秘联系，无论它们相距多远，一个粒子的状态改变都会瞬间影响到其他粒子。这种奇特的关联性将为量子通信和量子计算提供强大的支撑。 量子测量： 理解量子测量的独特之处。我们将解释在量子世界中，测量行为是如何不可避免地改变被测量系统的状态，以及如何从中提取有用的信息。 第二部分：量子信息的无限可能——编码、传输与安全 在掌握了量子力学的基本原理后，我们将转向量子信息本身，探讨其在信息处理中的独特优势。 量子比特（Qubit）与经典比特： 详细对比经典比特与量子比特的根本区别，以及量子比特在存储和处理信息方面所带来的指数级增长的潜力。我们将用形象的比喻来解释为什么一个量子比特可以承载比经典比特多得多的信息。 量子信息的基本单位： 深入理解量子信息是如何被编码在量子态中的，并探讨量子信息的基本操作，如量子门（quantum gates）的作用。我们将介绍一些基础的量子门，如Hadamard门、CNOT门等，并解释它们是如何对量子比特进行操作的。 量子通信： 探索量子通信的神奇应用，特别是量子密钥分发（QKD）。我们将解释如何利用量子力学的原理，实现绝对安全的密钥分发，从而彻底解决传统加密方式面临的破解风险。您将了解到，即使拥有超级量子计算机，也无法破解基于量子原理的通信。 量子隐形传态： 揭示量子隐形传态（quantum teleportation）的原理。虽然听起来像是科幻小说中的情节，但它却是真实存在的量子现象，我们将解释如何将一个未知量子态从一个地点“传输”到另一个地点，而无需物理上的传输。 第三部分：量子计算的革命之路——算法与硬件 本部分将聚焦于量子计算的核心——量子计算机的运行原理和与之相关的算法。 量子计算模型： 介绍量子计算的基本模型，如量子电路模型。我们将解释量子计算机是如何通过一系列量子门操作来执行计算的。 经典的量子算法： 重点介绍那些能够展现量子计算强大优势的经典量子算法，如Shor算法和Grover算法。 Shor算法： 揭示Shor算法如何能够高效地分解大整数，从而对当前的公钥加密体系构成威胁。这将让您理解为什么各国都在大力投入量子计算的研究。 Grover算法： 阐述Grover算法如何在无序数据库中实现平方级的搜索加速，为解决搜索类问题提供全新思路。 量子计算机的挑战与现状： 坦诚地讨论构建稳定、可扩展的量子计算机所面临的巨大技术挑战，包括相干性、退相干、量子纠错等问题。我们将简要介绍目前主要的量子计算硬件平台，如超导量子比特、离子阱、拓扑量子比特等，并分析它们的优缺点。 未来展望： 展望量子计算在药物发现、材料科学、金融建模、人工智能等领域的广阔应用前景，以及它可能为人类社会带来的颠覆性变革。 本书的特色： 通俗易懂： 我们力求用最直观、最形象的语言来解释复杂的量子概念，避免使用过多的专业术语和繁复的数学公式。 循序渐进： 内容设计由浅入深，从基础的量子力学原理到复杂的量子算法，每一步都为读者打下坚实的基础。 强调直觉： 我们更侧重于培养读者的量子直觉，而非死记硬背公式。通过类比和实例，让您能够“感受”到量子世界的奇妙。 精炼实用： 聚焦于量子信息与量子计算的核心内容，剔除不必要的细节，让您的学习更加高效。 无论您是物理学、计算机科学的学生，还是对新兴科技充满热情的研究者、开发者，抑或是仅仅对量子世界充满好奇的普通读者，《量子信息与量子计算简明教程》都将是您踏入这个激动人心的新领域、理解未来科技发展方向的理想起点。让我们一起，用好奇心和求知欲，开启这场量子奥德赛！

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我特别欣赏作者在讲解基础物理原理时的那种娓娓道来的叙事风格。不同于某些教材那种干巴巴的公式堆砌，这本书更像是一位经验丰富的导师在循循善诱。在介绍量子力学的基本假设，比如态的线性叠加原理时，作者没有直接跳入复杂的数学描述，而是先用生动形象的比喻来勾勒出宏观世界和微观世界的差异。这种“先建立直觉，后精确定义”的教学路径，对于我这种工程背景出身、对纯理论感到畏惧的读者来说，简直是福音。书中对薛定谔方程的推导过程，也进行了细致的“剖面式”拆解，每一步的物理意义都被清晰地阐释出来，使得那些看似玄奥的数学操作，都拥有了坚实的物理基础支撑。这种深度与易懂性完美结合的表达方式，让人在理解知识点的同时，也能体会到构建理论体系的乐趣。

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这本书的习题设计独具匠心，是检验学习成果的试金石。不同于一般教材中那些重复性高、模式化的计算题，这里的练习题更侧重于概念的深度理解和实际应用的初步探索。例如，有些题目要求读者设计一个简短的量子线路来完成一个特定的逻辑操作，这迫使我们将抽象的数学概念转化为具体的、可执行的步骤。更有意思的是，书中加入了一些思考题，它们往往没有标准答案，而是引导读者去探讨当前技术瓶颈或未来可能的研究方向。完成这些习题的过程，与其说是考试，不如说是一次主动的知识重构和创新思维的激发。每道题后面都附带了详细的解析，不仅给出了结果，更重要的是剖析了解决问题的思路框架，真正做到了授人以渔，让人感觉每解开一道题，自己的思维能力都得到了一次实质性的提升。

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从实用性的角度来看，这本书的选材与时俱进，紧密贴合了当前科技发展的前沿热点。它并未止步于介绍量子力学的基础，而是迅速地将读者引向了当代信息科学的核心议题。书中对量子纠错码的基本原理的介绍，虽然篇幅适中，但对理解容错计算的挑战与机遇至关重要。对于量子算法的部分，作者选取了最具代表性和影响力的几个，比如搜索和因式分解，并用一种务实的态度去分析它们的优势和局限性，避免了过度宣传的空洞。这种平衡的视角，让读者既能感受到该领域的巨大潜力，也能清醒地认识到实现这些潜力所面临的工程化难度。对于希望将理论知识转化为实际应用能力的读者而言，这本书提供了坚实的理论基石和清晰的实践指向，是一份不可多得的参考资料。

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这本书在逻辑结构的组织上，展现出极高的精妙性。它并非将所有内容一股脑地灌输，而是采用了一种螺旋上升的编排方式。初始章节奠定了必要的线性代数和概率论基础，这为后续的量子比特操作打下了坚实的数学地基。随后，章节之间层层递进，从单量子比特的旋转，平滑过渡到多量子比特的纠缠态，其间的衔接自然到几乎察觉不到切换的痕迹。最令人称奇的是，作者巧妙地在理论讲解中穿插了对历史发展的回顾和对关键思想家贡献的肯定。这不仅仅是知识的传授，更像是一场智慧的旅程，让读者不仅知道“是什么”，更理解了“为什么是这样发展而来”。这种宏观视角与微观细节的交织，构建了一个完整而富有历史深度的知识网络，让人在学习新知的同时，也能建立起对整个领域的全局观。

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这本书的装帧设计和排版布局给我留下了非常深刻的印象。首先，封面采用了简约而富有科技感的深蓝色调，搭配醒目的银色字体，立刻就能感受到一种专业和前沿的气息。内页的纸张质量也相当不错，触感光滑细腻，长时间阅读下来也不会感到疲劳。更值得称赞的是，作者在图表的绘制和公式的呈现上花费了大量心思。那些复杂的量子态叠加和纠缠示意图，通过精心的色彩搭配和线条处理，变得清晰易懂，即便是初次接触这些概念的读者也能迅速抓住重点。排版上，段落之间的留白处理得恰到好处，使得阅读节奏非常流畅，不会有拥挤感。参考文献的标注也规范而详尽，看得出作者在学术严谨性上的追求。整体而言，这本书在视觉传达和物理呈现上，已经达到了教科书级别的水准，这种对细节的关注，极大地提升了阅读体验，让人在拿起这本书时，就对即将探索的知识充满了期待和敬意。

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