Chromatin Dynamics in Cellular Function pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Laurent, Brehon C. 编

出品人:

页数:151

译者:

出版时间:

价格:$ 101.64

装帧:HRD

isbn号码:9783540336853

丛书系列:

图书标签:

• Chromatin
• Epigenetics
• Cell Biology
• Molecular Biology
• Gene Regulation
• Genome Stability
• DNA Repair
• Histone Modification
• Chromatin Remodeling
• Nuclear Organization

好的，这是一本关于量子信息科学的图书简介，完全不涉及《Chromatin Dynamics in Cellular Function》的内容，并力求内容详实、自然流畅。 --- 量子纠缠与计算：从基础理论到前沿应用 导言：新时代的计算范式 在二十一世纪的科技浪潮中，信息科学正经历一场深刻的变革。经典计算的物理极限日益逼近，促使科学家们将目光投向了微观世界的奇特规律——量子力学。本书《量子纠缠与计算：从基础理论到前沿应用》旨在系统、深入地探讨量子信息科学的核心概念、关键技术及其在未来计算领域中的巨大潜力。我们不仅将回顾量子力学的基本原理，更会聚焦于如何利用量子叠加态和量子纠缠等非经典特性，构建超越经典图灵机能力的全新计算模型。 本书的撰写秉持着严谨的科学态度和清晰的逻辑结构，力求为物理学、计算机科学、数学以及工程学领域的学生、研究人员和专业人士提供一个全面而深入的学习资源。我们相信，理解和掌握量子计算，是引领下一代信息技术革命的关键。 第一部分：量子力学基础与信息论重构 在深入研究量子计算之前，我们必须首先奠定坚实的理论基础。本部分将从现代物理学的视角出发，重构信息论的框架。 第一章：量子力学的基本公设与数学表述 本章将详细阐述量子力学的核心数学工具，包括希尔伯特空间、算符理论和狄拉克符号（Bra-ket Notation）。我们将讲解态矢如何描述系统的状态，自伴算符如何代表可观测的物理量，以及演化方程（如薛定谔方程）如何决定系统的动态行为。重点将放在理解叠加原理的物理意义——粒子如何同时处于多种状态的“混合”之中，而非经典概率的简单叠加。 第二章：量子比特（Qubit）与信息载体 经典比特是信息的基本单位，只能是0或1。量子比特（Qubit）则彻底改变了这一概念。本章深入探讨单比特和多比特系统的状态空间，引入布洛赫球模型直观地表示单量子比特的状态。我们将详细分析量子测量过程的不可逆性和概率性，探讨如何通过测量提取信息，并引入密度矩阵形式来描述混合态和退相干现象，这是理解真实世界量子系统行为的关键。 第三章：量子纠缠——非定域性的核心 量子纠缠是量子信息科学中最奇特、最强大的资源。本章将集中阐述纠缠态的定义、生成及其不可思议的特性，特别是贝尔不等式的实验验证及其对定域实在论的颠覆。我们将深入剖析最大纠缠态（如贝尔态）的性质，并引入纠缠熵作为衡量多体系统纠缠程度的量化指标，为后续的量子信息处理奠定基础。 第二部分：量子信息处理的基本操作与算法 有了量子信息的基础，本部分将转向如何对这些信息进行有效操作，并展示量子计算的强大算法。 第四章：量子逻辑门与线路模型 量子计算的操作是通过一系列酉变换（Unitary Transformations）实现的，这些变换对应于量子逻辑门。本章系统梳理了单比特门（如泡利门、Hadamard门、相位门）和多比特门（如CNOT门、Toffoli门）的性质和矩阵表示。我们将重点讨论这些门构成的通用量子门集，证明只需有限集合的门即可实现任意的酉演化，这是构建可编程量子计算机的理论基石。 第五章：量子线路设计与可控演化 本章将量子门组合成功能性的量子线路，用于执行特定的计算任务。我们将探讨如何将已知的量子算法分解为一系列基本量子门操作，例如如何利用CNOT门实现量子态的隐形传态。此外，还将介绍现代量子计算架构中常用的量子控制技术，包括脉冲序列和微波操控对量子态的精确调控。 第六章：标志性量子算法的深入解析 量子计算的优越性体现在其特定的算法上。本章将对几个里程碑式的量子算法进行详尽的推导和分析： 1. Deutsch-Jozsa 算法：展示量子并行性如何实现对特定函数的一次性查询。 2. Grover 搜索算法：解析如何实现平方加速，并讨论其在非结构化数据库搜索中的实际意义。 3. Shor 因子分解算法：详细分解其核心的量子傅里叶变换 (QFT) 模块，阐述其如何彻底破解依赖于大数因子分解的经典加密体系。 第三部分：前沿技术与物理实现 量子信息的理论威力必须依托于稳定、可扩展的物理实现平台。本部分聚焦于当前最热门的实验研究方向和面临的工程挑战。 第七章：主要物理实现方案比较 量子计算机的构建涉及对微观粒子的精确操控。本章将全面评估当前主流的物理平台： 超导电路量子比特：探讨Transmon和Flux Qubit的能级结构、退相干机制以及可扩展性挑战。 离子阱系统：分析激光冷却和电磁囚禁技术，讨论其高保真度的操控能力。 光子系统：介绍基于量子光学元件的线性光学量子计算（LOQC）的优势与局限性。 拓扑量子计算与中性原子阵列：作为新兴的、具有高容错潜力的新兴方向，进行初步的介绍。 第八章：量子纠错与容错计算 量子态极其脆弱，容易受到环境噪声的干扰，导致计算错误。本章是连接理论与实用量子计算的关键。我们将介绍量子纠错码的基本原理，特别是表面码（Surface Code）的设计和实现，这是目前实现容错量子计算最有前景的方案之一。本章将深入探讨阈值定理、逻辑量子比特的构建，以及如何在物理错误率高于理论容错阈值的情况下，实现可靠的计算。 第九章：量子模拟与量子化学计算 除了通用量子计算，量子模拟（Quantum Simulation）是另一个迫切需要量子优势的领域。本章将探讨如何使用可控的量子系统来模拟其他复杂的量子系统，例如材料科学中的电子行为或分子反应的动力学过程。重点将放在变分量子本征求解器（VQE）和量子相位估计算法（QPE）在解决量子化学问题中的应用潜力，预测其如何突破经典计算在模拟强关联系统时的瓶颈。 结语：迈向量子霸权 全书最后，我们将对量子信息科学的当前状态和未来方向进行展望。从理论基础的奠定到工程实现的不懈努力，量子计算正逐步从科幻走向现实。本书希望激励读者不仅是理解现有的知识，更能积极投身于解决未来在算法优化、硬件设计和软件接口等方面的挑战，共同开启一个由量子信息驱动的全新计算时代。 ---

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