A Short Introduction to Quantum Information and Quantum Computation 量子信息与量子计算导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Le

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页数:0

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价格:542.4

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isbn号码:9780521860567

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《量子信息与量子计算：开启超越经典计算的未来》 一、 探索微观世界的计算革命 在人类探索宇宙奥秘的漫长旅途中，我们逐步揭开了原子和亚原子粒子层面的神秘面纱。正是这些微观世界的奇特规则，孕育了一场颠覆性的技术革命——量子信息与量子计算。本书将带领您踏上一段引人入胜的旅程，从最基本的量子力学原理出发，逐步深入量子信息处理和量子计算的核心概念。我们不再局限于经典计算机的“0”和“1”的二进制世界，而是拥抱叠加态和纠缠态 these are fundamental concepts in quantum mechanics， 这些非同寻常的量子现象，它们赋予了量子计算机前所未有的计算能力。 二、 从量子力学基石到信息编码 本书将首先为您构建坚实的量子力学基础。您将了解量子叠加态（superposition），即一个量子比特（qubit）可以同时处于0和1的组合状态，这与经典比特只能是0或1截然不同。这种叠加性是量子计算的第一个强大源泉。接着，我们将深入探讨量子纠缠（entanglement）这一更为奇妙的现象。当两个或多个量子比特纠缠在一起时，它们的状态会形成一种紧密的关联，无论它们相距多远，测量其中一个量子比特的状态会瞬间影响到其他纠缠的量子比特。这种超越时空的关联性，为实现高效的信息传递和协同计算提供了可能。 在理解了这些量子基本属性后，我们将转向量子信息的编码。您将学习如何利用量子比特来存储和处理信息，理解量子信息的基本单位——量子比特，以及它们与经典比特的根本区别。我们将探讨量子信息是如何在量子系统中被表示、操控和传递的，为后续的量子计算算法打下基础。 三、 量子计算的原理与算法：解锁新一代计算能力 本书的核心内容将集中在量子计算的原理和关键算法上。您将了解量子门（quantum gates）是如何作用于量子比特，从而实现量子信息的逻辑运算。这些量子门与经典逻辑门的功能类似，但它们操作的是处于叠加态的量子比特，能够执行更复杂的计算。 我们将重点介绍一些具有里程碑意义的量子计算算法，它们在解决某些特定问题上，展现出远超经典算法的潜力。例如： Shor算法： 这一算法在因子分解问题上的指数级加速，对当前广泛使用的公钥加密体系构成了潜在威胁，也预示着量子计算机在密码学领域的颠覆性作用。 Grover算法： 该算法能够在无序数据库中实现平方根级别的搜索加速，在数据检索、优化问题等方面具有广泛的应用前景。 通过对这些算法的深入剖析，您将能够理解量子计算机为何能够解决某些传统计算机束手无策的问题，并初步认识到它们在科学研究、药物发现、材料科学、金融建模等领域的巨大应用潜力。 四、 量子信息处理与量子通信：构建安全的未来 除了量子计算，本书还将探讨量子信息处理的广阔领域，包括量子通信（quantum communication）和量子传感（quantum sensing）。 在量子通信方面，您将了解到量子密钥分发（Quantum Key Distribution, QKD）的技术。QKD利用量子力学的基本原理，能够实现理论上绝对安全的密钥交换，极大地增强了信息传输的安全性。这将是构建下一代安全通信网络的重要基石。 量子传感则利用量子系统的敏感性，实现高精度、高灵敏度的测量。例如，量子传感器能够用于探测微弱的磁场、引力波，或者用于高精度导航和成像，在科学研究和工业应用中拥有无限可能。 五、 量子计算的挑战与未来展望 虽然量子信息与量子计算的前景令人振奋，但当前的技术仍面临着诸多挑战。本书也将客观地指出这些挑战，例如量子比特的退相干（decoherence）问题——量子态在与环境相互作用后容易丢失其量子特性，以及如何构建大规模、容错的量子计算机。 最后，我们将展望量子信息与量子计算的未来发展。您将了解到当前全球在量子技术研发方面所做的努力，以及未来可能出现的颠覆性应用。这场微观世界的计算革命，正以前所未有的速度改变着世界，本书旨在为您提供一个清晰的视角，帮助您理解这场变革的本质，并激发您对这个前沿领域的兴趣和探索。 适合读者： 本书适合对物理学、计算机科学、信息技术领域有一定了解，并对前沿科技充满好奇心的读者。无论您是学生、研究人员，还是对未来技术发展感兴趣的普通读者，本书都将为您提供一个深入理解量子信息与量子计算的绝佳途径，帮助您洞悉未来的计算paradigm。

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我之前尝试过几本国外的量子计算书籍，但往往在某个环节会因为语言障碍或者文化背景差异而感到不适。这本《量子信息与量子计算导论》在翻译和表达上达到了一个非常高的水准，它保留了原汁原味的科学精度，同时又用非常地道和清晰的中文进行了转述。这种“信、达、雅”的结合，使得学习过程中的认知摩擦降到了最低。它成功地搭建起了一座沟通量子理论与普通读者的桥梁，而且这座桥梁的质量非常高，稳固且美观。对于任何希望对量子计算有一个全面、系统且深入的初步了解的人来说，这本书无疑是一个极佳的选择，它不仅教会了“是什么”，更重要的是，它教会了“为什么”和“如何思考”。

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这本书的阅读体验非常流畅，以至于我常常忘记了自己是在“学习”一本专业书籍，更像是在进行一场智力上的探索之旅。我尤其欣赏作者在保持学术严谨性的同时，所流露出的那种对科学之美的热爱和激情。你能在字里行间感受到，作者是真正沉浸在这个领域并且真心希望读者也能领略到其中的美妙之处。它不是那种冷冰冰的公式集合，而是充满了对未来计算范式的憧憬。书中对于量子测量过程的讨论，尤其引人入胜，它巧妙地平衡了量子力学的基本假设与信息论的视角，使得原本哲学意味浓厚的概念，在信息处理的语境下变得更加具体和可操作。这种跨学科的融合视角，极大地拓宽了我的思维边界。

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这本书的结构组织堪称教科书级别的典范，逻辑的推进层层递进，没有丝毫的跳跃感。从最基础的量子比特和量子门开始，作者稳扎稳打地建立起整个理论框架，每完成一个小节的学习，都会让人感觉自己离掌握核心知识又近了一步。我特别留意了其中关于“纠缠”那一部分的处理方式，它没有仅仅停留在数学定义上，而是深入探讨了这种现象在信息处理中的实际意义和潜在用途。作者的行文风格非常严谨，但同时又保持着一种娓娓道来的叙事感，让人读起来既感到权威性，又不会有被枯燥的学术条文淹没的压力。对于我这种希望将理论与应用结合起来理解的读者来说，书中穿插的一些小型案例分析，尽管简短，却起到了画龙点睛的作用，有效地巩固了刚刚学到的知识点，非常适合自学。

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这本书的封面设计简直是太吸引人了，简约而不失深邃感，那种蓝绿色的渐变仿佛真的能让人感受到量子世界的神秘与广袤。我是在一个偶然的机会下翻到它的，当时正在寻找一本能够系统梳理量子信息和计算基础概念的入门读物。这本书的排版布局非常清晰，文字和公式之间的留白处理得恰到好处，使得长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，这一点对于一个初学者来说简直是福音。我尤其欣赏作者在引入新概念时所采用的类比和比喻，它们非常贴合我们日常生活的经验，极大地降低了抽象理论的理解门槛。例如，书中解释叠加态时，那种生动的描述，让我瞬间就抓住了其核心的精髓，而不是沉浸在复杂的数学符号中望而却步。整体来看，它给人的第一印象是非常专业且友好的，就像一位经验丰富的导师，耐心地引导你踏入这个前沿领域。

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说实话，一开始我有些担心这么一本“导论”会不会过于浅尝辄止，无法满足我对深度探索的渴望。然而，这本书的“短小精悍”恰恰是它的魅力所在。它没有试图在一本书里塞进所有已知的量子计算算法，而是精准地抓住了那些构成这个学科基石的关键要素。它像是为你铺设了一条坚实的地基，让你在未来学习更复杂内容（比如Shor算法或Grover搜索）时，能够站得更高看得更远。书中的图示和示意图制作水平极高，它们不仅仅是装饰，而是信息的有效载体，许多复杂的演化过程，通过一个精心绘制的图表，瞬间变得一目了然，这比冗长的文字描述有效得多。这让我对作者在教学设计上的功力深感佩服，这绝不是简单地堆砌知识点，而是一种精妙的知识萃取和呈现艺术。

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the author scared me away.

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