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出版者:Harwood Academic (Medical, Reference and Social Sc

作者:Brodova, I.G.

出品人:

页数:288

译者:Kozlenkov, A.I.

出版时间:2001-10

价格:$ 124.30

装帧:HRD

isbn号码:9789056992293

丛书系列:

图书标签:

• 液态金属
• 金属加工
• 材料科学
• 铸造
• 凝固
• 热力学
• 相变
• 流体力学
• 表面工程
• 新型材料

好的，以下是一本名为《量子计算与信息论基础》的图书简介，它完全不涉及“Liquid Metal Processing”的主题： --- 《量子计算与信息论基础》 内容简介 本书旨在为读者构建一个坚实而全面的量子计算与信息论知识框架。它不仅深入探讨了支撑这一新兴领域的基本数学原理和物理学概念，更着重于构建通往前沿研究和实际应用所需的理论工具箱。全书结构严谨，逻辑清晰，适合作为高等院校物理学、计算机科学、数学、电子工程等专业本科高年级或研究生阶段的教材，同时也为科研人员和希望深入了解量子信息科学的工程师提供了一份详尽的参考指南。 第一部分：量子力学的基本公设与数学表述 本书伊始，我们首先从基础出发，系统回顾并严格阐述量子力学的基本公设。不同于传统物理学对经典概念的直观引入，本书强调使用抽象的数学语言来描述量子现象。 我们从希尔伯特空间（Hilbert Space）的概念入手，详细介绍了向量空间、内积、基矢、算符（Operators）的概念。重点讲解了狄拉克符号（Bra-ket Notation）的规范用法及其在量子态描述中的强大威力。本书对自伴随算符（Hermitian Operators）在可观测量表征中的作用进行了深入剖析，并阐述了本征值（Eigenvalues）和本征态（Eigenstates）的物理意义，即测量结果的概率分布。 矩阵力学与波动力学的统一性被清晰地展示出来，但叙述的重点始终放在如何利用线性代数工具来处理多粒子系统。我们详细讨论了张量积（Tensor Product）在构建复合系统（如双量子比特系统）时的关键作用，这是理解纠缠现象的数学前提。 第二部分：量子比特与基本量子操作 在奠定数学基础之后，本书引入了信息论的核心载体——量子比特（Qubit）。我们细致区分了经典比特与量子比特在信息存储和处理上的本质区别，特别是叠加态（Superposition）和不可克隆定理（No-Cloning Theorem）的深远影响。 随后，我们详细剖析了单比特和多比特的酉变换（Unitary Transformations）。这些变换，作为量子计算中的基本逻辑门，被系统地分类和介绍。对泡利矩阵（Pauli Matrices）、哈达玛门（Hadamard Gate）、相位门（Phase Gates）的代数性质和几何表示（如布洛赫球 Bloch Sphere）进行了详尽的几何化解释。 本书的特色之一是对通用量子门集的探索。我们证明了诸如 CNOT（受控非门）、T 门和 H 门组成的集合足以实现任意精确的量子计算，并讨论了实现这些门的物理要求。此外，还引入了测量（Measurement）的数学框架，解释了测量对量子态的波函数“坍缩”效应，以及如何通过多次测量获得统计信息以推断量子态的全局性质。 第三部分：纠缠的量化与信息度量 纠缠（Entanglement）是量子信息科学的核心资源。本书投入大量篇幅来揭示纠缠的物理本质和量化方法。 我们首先引入了冯·诺依曼熵（von Neumann Entropy）作为衡量纯态系统量子纯度的关键工具，并将其推广到密度矩阵（Density Matrix）描述下的混合态。通过对约化密度矩阵（Reduced Density Matrix）的分析，读者将学会如何从整体系统中提取对局部子系统的信息。 量化纠缠的工具是本章的重点，包括对纠缠熵（Entanglement Entropy）的详细介绍，以及对贝尔不等式（Bell Inequalities）的深入探讨。我们不仅展示了如何利用贝尔态（Bell States）来区分经典关联与量子纠缠，还分析了CHSH不等式等具体实验判据，强调了这些理论工具在实验验证中的实践价值。此外，我们还讨论了互信息、量子相关性等其他信息度量学概念。 第四部分：核心量子算法与计算模型 本部分转向应用层面，聚焦于最具影响力的量子算法及其背后的计算范式。 我们详细剖析了Shor算法的原理，特别是其依赖的量子傅里叶变换（Quantum Fourier Transform, QFT）的构造和指数加速的来源，明确了其在因子分解问题上的革命性潜力。紧接着，对Grover搜索算法进行了细致的剖析，阐述了其平方加速的机制，以及如何在数据库搜索问题中实现这一优化。 除了这两个里程碑式的算法，本书还探讨了其他重要的量子计算模型和应用，包括量子模拟（Quantum Simulation）的基本思路、变分量子本征求解器（VQE）的概念框架，以及量子退火（Quantum Annealing）与经典优化问题的联系。 第五部分：量子信息传输与通信 在信息论的框架下，本书探讨了量子信息在传输和安全方面的独特优势。 量子隐形传态（Quantum Teleportation）作为核心主题，被完整地分解为理论步骤，清晰展示了如何利用预先共享的纠缠资源和经典信道，实现量子态的无损传输。这部分内容极大地加深了读者对纠缠“非定域性”的理解。 随后，本书转向量子密码学（Quantum Cryptography）。重点介绍BB84协议，详述了如何利用量子态的不可克隆性和测量敏感性，实现理论上绝对安全的密钥分发（Quantum Key Distribution, QKD）。我们分析了E91协议等其他基于纠缠的QKD方案，并讨论了实际系统中对“窃听者”的防御策略。 第六部分：实现量子计算机的挑战与展望 最后，本书将理论与物理现实连接起来，讨论了构建实用量子计算机所面临的工程挑战。我们概述了主要的物理实现方案，如超导电路、囚禁离子、拓扑量子位等，并对比了它们各自的优势与劣势。 关键的挑战——退相干（Decoherence）和错误修正（Error Correction）——被置于聚光灯下。我们介绍了基本的量子错误修正码（如Shor码和表面码）的原理，展示了如何通过冗余编码和局部操作，在存在噪声的环境下维持量子信息的完整性，这是实现大规模容错量子计算（Fault-Tolerant Quantum Computing）的必由之路。 总结 《量子计算与信息论基础》力求在数学的严谨性、物理的直观性和计算的实用性之间找到最佳平衡点。通过系统的学习，读者不仅能够掌握量子信息领域的核心理论，更能为未来的科研探索和技术创新打下坚实的基础。本书的最终目标是培养一批能够理解量子计算的深层潜力，并有能力参与构建下一代信息技术的专业人才。 ---

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我对这本书的整体印象是，它在宏观叙事和微观细节之间找到了一个近乎完美的平衡点。作者并没有满足于停留在宏观的力学性能描述上，而是深入到晶界迁移、快速凝固过程中相分离的动力学机制等，这些都是构建高性能材料的基石。我印象最深的是其中关于“非平衡态热力学”在快速成型技术中应用的章节，那部分的数学推导严密而又富有启发性，清晰地展示了能量最小化原理在高速热循环中的动态重塑。虽然有些地方的公式推导略显跳跃，需要读者具备扎实的数学背景才能完全消化，但这恰恰是其价值所在——它筛选出了那些真正有志于深入研究的读者。这本书绝不是给那些只想了解个大概的“科普”读者准备的，它要求读者投入时间去解构每一个论点，去挑战每一个既有的认知。对于寻求突破性进展的研究生或资深工程师来说，这本书无异于一本武功秘籍，值得反复研读，每次都会有新的领悟。

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我必须承认，初次翻阅这本书时，我感到了一丝挫败感，因为它毫不留情地揭示了当前工业界许多“经验主义”操作背后的科学空缺。书中对传统热处理工艺的批判非常尖锐，它用扎实的数据和模型证明了许多世代相传的“最佳实践”其实效率低下或存在潜在的结构缺陷。这种挑战权威的学术勇气令人敬佩。然而，这种深度带来的后果是，对新手读者来说门槛极高。书中引用的文献列表非常庞大且专业，很多都来自极小众的国际会议或期刊，如果不是专门从事这个细分领域，很难在短时间内找到背景资料进行补充阅读。这本书更像是献给那些已经站在行业前沿，需要一个强有力理论武器来突破现有瓶颈的专家们。它不是用来入门的，而是用来“封神”的，帮助你将现有技术推向理论的极限。

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这本书的排版和图示质量非常出色，这在技术类书籍中常常被忽略，但对于理解复杂的加工流程至关重要。那些剖视图和流程图清晰地勾勒出了从原料准备到最终产品成型的每一个关键控制点。我特别赞赏作者在讨论“工艺窗口”时所采用的直观化方法，将多变量影响映射到二维或三维的敏感性图谱上，这比单纯的文字描述要高效得多。它迫使读者从一个更系统、更全局的角度去思考材料加工问题，而不是陷入单一参数优化的泥潭。不过，我个人觉得如果能加入更多关于“在线监测与反馈控制”的实际案例分析，那就更完美了。虽然书中提到了先进的传感器技术，但如果能看到更多实际生产线上数据是如何被实时用来调整冷却速率或压力场的具体流程，对于工程应用层面会更有指导意义。总体来说，这本书提供了一个坚实的理论框架，等待着实际工程经验去丰满其血肉。

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这部书真是让人眼前一亮，从头到尾都散发着一股实验精神和严谨的学术态度。它并没有过多地纠缠于那些已经烂熟于心的理论基础，而是直接切入了材料科学最前沿、最令人兴奋的那些领域。我尤其欣赏作者在描述复杂物理现象时所展现出的那种洞察力，仿佛能透过文字看到熔融金属在不同温度和压力下那微妙的流动轨迹。书中对不同合金系统在极端条件下的行为进行了细致的对比分析，这对于我们这些习惯于处理常规材料的研究人员来说，无疑是一剂强心针。它促使我重新审视了过去的一些假设，并且迫不及待地想把书中的一些新颖的实验设计思路应用到我自己的实验室中去验证。阅读体验非常流畅，尽管内容深度极高，但作者的叙述方式却保持着一种令人惊讶的清晰度，使得即便是初次接触某些高阶概念的读者也能较快地跟上节奏。这本书不仅仅是一本参考书，更像是一位资深导师在你身边，在你困惑时及时点拨的那种感觉，非常宝贵。

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这本书最吸引我的地方在于它超越了单一材料或单一工艺的局限性，展现出一种跨学科的宏大气魄。作者在阐述材料行为时，会不自觉地引入流体力学、传热学乃至计算化学的原理，构建了一个多物理场耦合的分析框架。这使得读者在阅读过程中，必须不断地调动不同领域的知识储备进行交叉验证。例如，在讨论快速熔覆过程中，作者没有仅仅聚焦于熔池的冶金反应，而是详细分析了激光束的能量分布对流场稳定性的影响，以及这种流场如何反过来决定了基体与熔覆层之间的界面质量。这种全景式的分析视角极大地拓宽了我的研究视野，让我开始思考，我们目前固守的学科边界是否已经成为创新的桎梏。这本书成功地示范了，真正的突破往往发生在学科的交叉地带，它不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的革新。

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