具体描述
网络管理技术（中等职业教育规划教材），ISBN：9787810993104，作者：李宇鹏
《量子信息与纠缠理论基础》图书简介 本书导读： 在二十一世纪的科技浪潮中，信息科学正经历着一场深刻的范式转变。如果说经典计算的基石是比特（Bit）的确定性逻辑，那么正在兴起的新一代信息技术的未来，则牢牢根植于量子力学的奇特原理之上。《量子信息与纠缠理论基础》并非一本关于传统网络架构、路由协议或系统维护的手册，而是一部旨在为读者系统性构建量子信息领域理论框架的深度学术专著。本书聚焦于信息如何在量子世界中被编码、传输和处理的深层机制，是理解未来计算、通信乃至精密测量的关键钥匙。 核心内容阐述： 本书结构严谨，逻辑清晰，由浅入深地剖析了量子信息科学的基石。全书内容涵盖了从基础物理概念到前沿理论应用的多个层面，旨在培养读者扎实的理论功底和解决复杂问题的能力。 第一部分：量子力学基础回顾与信息论的融合 本部分首先对读者进行必要的量子力学预备知识的梳理，但视角独特，完全从信息论的角度切入。我们将探讨量子态（Quantum State）的概念，区别于经典状态的本质差异。重点解析了希尔伯特空间（Hilbert Space）的数学结构如何为量子信息提供载体。我们详细讨论了密度矩阵（Density Matrix）的引入，用以精确描述混合态和开放系统中的信息丢失问题。 关键章节包括对“叠加态”（Superposition）和“波函数塌缩”（Wave Function Collapse）的非传统解读，即如何理解这些现象在信息获取和存储中的意义。引入了冯·诺依曼熵（Von Neumann Entropy）作为衡量量子信息不确定性的核心指标，并将其与经典香农熵进行深入的对比分析，明确了量子信息论中“信息量”的新定义。 第二部分：量子比特与基本量子操作 量子比特（Qubit）是本书的核心对象。我们摒弃了仅仅将其视为一个抽象符号的做法，而是深入探究了其物理实现的可能性及其在布洛赫球（Bloch Sphere）上的几何表征。 本书详细阐述了单比特门（如泡利矩阵 $X, Y, Z$ 和哈达玛门 $H$）的物理意义和酉矩阵（Unitary Matrix）的性质，强调了量子操作的可逆性。随后，进入到多比特系统的探讨，重点解析了如 CNOT（受控非门）、SWAP 等双比特门，它们是构建所有复杂量子算法和协议的基础。我们通过矩阵乘法和张量积（Tensor Product）的严谨推导，展示了如何构建和分析任意多量子比特系统的演化过程。 第三部分：量子纠缠的精妙与应用 纠缠（Entanglement）是量子信息区别于经典信息的标志性特征，也是本书着墨最多的部分。我们不仅仅将纠缠描述为“鬼魅般的超距作用”，而是将其视为一种特殊的、不可分割的资源。 详细论述了贝尔态（Bell States）的构造、测量及其在验证量子力学非定域性方面的核心作用。随后，本书深入探讨了量化纠缠的数学工具，包括纠缠熵（Entanglement Entropy）、纠缠度（Concurrence）等，并讨论了如何利用这些度量来评估量子系统的复杂性。 第四部分：核心量子信息协议 基于前述的理论基础，本书系统性地介绍了量子信息处理中的几个里程碑式协议： 1. 量子隐形传态（Quantum Teleportation）： 详细解析了利用纠缠辅助如何实现量子态的远距离传输，阐明了“信息”传输与“物质”传输的区别，并明确了该过程对经典信道依赖性的严格限制。 2. 量子密钥分发（QKD）： 重点剖析了 BB84 协议和 E91 协议的细节，特别是它们如何利用量子不可克隆定理（No-Cloning Theorem）来保证通信的绝对安全性，这是对传统公钥加密机制的根本性超越。 3. 超密编码（Superdense Coding）： 展示了如何利用一个纠缠对和一次经典通信，实现发送方多传输一个经典比特信息的能力，揭示了纠缠在信息压缩中的潜力。 第五部分：量子计算的理论前沿 本书的终章将目光投向未来，讨论了量子计算的理论框架： 量子电路模型： 将量子算法（如 Deutsch-Jozsa 算法和 Grover 搜索算法）嵌入到标准量子电路框架中，分析其相对于经典算法的加速来源。 Shor算法的原理剖析： 详细解读了 Shor 算法中关键的量子傅里叶变换（QFT）部分，解释其如何高效地解决大数分解这一经典难题。 容错量子计算的挑战： 探讨了量子态脆弱性带来的退相干问题，并介绍了量子纠错码（Quantum Error Correction Codes）的基本思想，如表面码（Surface Codes）和 Shor 码，为构建大规模、可靠的量子计算机指明方向。 本书特色与读者对象： 本书的写作风格力求严谨、精确，避免使用模糊的类比，而是基于清晰的数学和物理推导。书中配有大量的例题和思考题，帮助读者巩固对复杂概念的理解。 本书主要面向以下读者： 物理学、计算机科学、电子工程等相关专业的高年级本科生及研究生。 对未来信息技术感兴趣，希望深入理解量子计算和量子通信底层理论的科研人员和工程师。 致力于进行信息论、密码学前沿研究，需要掌握量子信息学视角的学者。 《量子信息与纠缠理论基础》旨在提供一个坚实的理论高地，使读者能够自信地迈入量子信息时代的探索之中。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有