Handbook of Differential Equations pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Chipot, Michel (EDT)/ Quittner, Pavol (EDT)/ Chipot, Michel/ Quittner, Pavol

出品人:

页数:736

译者:

出版时间:2004-7

价格:$ 254.25

装帧:HRD

isbn号码:9780444511263

丛书系列:

图书标签:

• 微分方程
• 常微分方程
• 偏微分方程
• 数学分析
• 应用数学
• 工程数学
• 数值分析
• 数学物理
• 高等教育
• 教材

好的，这是一份针对一本与“微分方程手册”无关的图书的详细简介。为了达到您要求的详尽程度和自然流畅的写作风格，我将构建一个关于《深入探索量子计算：从基础理论到前沿应用》的图书简介。 图书简介：《深入探索量子计算：从基础理论到前沿应用》 引言：计算范式的革命性飞跃 在信息技术飞速发展的今天，我们正站在一个全新计算时代的门槛上。经典计算的摩尔定律正面临物理极限的挑战，而量子计算，这项植根于量子力学基本原理的颠覆性技术，预示着解决当前最复杂计算难题的巨大潜力。 《深入探索量子计算：从基础理论到前沿应用》并非一本泛泛而谈的科普读物，它是一部为物理学家、计算机科学家、高级工程师以及对量子信息科学有深厚兴趣的研究人员量身定制的、结构严谨、内容深刻的专著。本书旨在系统地、深入地剖析量子计算的理论基石、关键算法、硬件实现挑战，以及其在科学和工业界可能引发的深刻变革。 本书的叙事逻辑清晰，从量子力学的基本公设出发，逐步搭建起量子信息处理的数学框架，最终聚焦于当前最热门的研究方向和工程实践。它要求读者具备扎实的线性代数基础和对基础物理概念的基本理解，从而能够真正领会量子计算的精髓所在。 第一部分：量子力学的基石与信息载体 本部分是理解整个量子计算领域的理论起点。我们首先回顾了构建量子信息世界的必要物理学背景，但绝非简单的物理学复习。 第一章：量子力学的公设与数学表述 本章深入探讨了描述量子系统的核心数学工具。重点阐释了希尔伯特空间（Hilbert Space）在编码量子态中的作用，狄拉克符号（Bra-ket Notation）的严谨用法，以及状态演化（如薛定谔方程）的量子力学基础。关键在于将连续的物理描述转化为离散的、可操作的信息单元——量子比特。 第二章：量子比特（Qubits）的本质与操作 量子比特是量子计算的最小信息单元。本章详细解析了量子比特的叠加态（Superposition）和量子纠缠（Entanglement）的物理与数学含义。我们使用布洛赫球（Bloch Sphere）模型来直观地展示单量子比特的操作空间。更重要的是，本章详尽讨论了如何用泡利矩阵（Pauli Matrices）和旋转算符来精确描述单比特门操作，为后续多比特系统的复杂操作奠定基础。 第三章：多体系统与量子纠缠的量化 当系统包含多个量子比特时，系统的复杂性呈指数级增长。本章着重分析了张量积（Tensor Products）如何构建多体希尔伯特空间。纠缠作为量子计算优越性的核心资源，被赋予了严格的数学定义，包括可分离态（Separable States）和纠缠度量（Entanglement Measures），例如纠缠熵（Entanglement Entropy），这对于评估量子算法的效率至关重要。 第二部分：量子计算的逻辑框架与核心算法 在掌握了基本操作和信息载体后，本书的第二部分转向构建和运行量子电路，以及实现那些超越经典计算能力的“杀手级”算法。 第四章：量子逻辑门与电路设计 本章系统地介绍了构建通用量子计算机所需的基本门集。除了单比特的旋转门外，重点剖析了受控非门（CNOT）、受控相位门（CZ）等双比特门作为构建通用性的关键。我们引入了量子电路的图示法，并探讨了如何利用托福利门（Toffoli Gate）和Clifford+T门集来实现任意酉变换（Unitary Transformation）。电路的优化和深度分析，包括量化量子资源消耗，是本章的理论核心。 第五章：量子并行性与Deutsch-Jozsa 算法 本章开始探索量子算法的强大之处。通过分析Deutsch-Jozsa算法，读者可以清晰地看到量子并行性（Quantum Parallelism）如何通过叠加态实现对函数的一次评估就获得全局信息，从而在特定问题上实现指数级的加速。 第六章：秀尔（Shor）算法：分解的颠覆 Shor算法被公认为量子计算最具影响力的成果之一。本章对其原理进行拆解分析，重点阐述了量子傅里叶变换（Quantum Fourier Transform, QFT）在周期查找中的核心作用。我们不仅展示了算法的步骤，更深入探讨了如何利用QFT的相位估计能力，将其应用于大数分解这一密码学基石的破解。 第七章：格罗弗（Grover）搜索算法与近似优化 针对无结构数据库搜索，Grover算法提供了平方级的加速。本章详细解释了其迭代操作，即振幅放大（Amplitude Amplification）的过程。我们使用几何直观和代数推导相结合的方式，展示了如何通过反射操作有效地将目标态的概率振幅推向最大值。此外，本章还扩展讨论了Grover算法在变分量子本征求解器（VQE）等优化任务中的变体应用。 第三部分：硬件实现、挑战与未来展望 理论的辉煌必须依赖于可实现的物理平台。第三部分将视角转向实际的工程挑战和新兴的研究领域。 第八章：量子退火与当前主流硬件平台 本章全面审视了当前实现可扩展量子计算机的主流物理技术路线。我们比较了超导电路（Transmon Qubits）、离子阱（Trapped Ions）、光量子计算以及拓扑量子计算的各自优势与固有缺陷。对于每种平台，本书都深入分析了实现高保真度单比特和双比特门所需克服的相干时间（Coherence Time）和串扰（Crosstalk）等关键工程难题。 第九章：噪声、错误修正与容错计算 当前的量子设备被称为NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）设备。本章直面现实挑战，详细介绍了量子错误修正（Quantum Error Correction, QEC）的必要性。我们对表面码（Surface Codes）等主流编码方案的原理进行了详尽的数学分析，解释了如何通过编码冗余来抵御退相干和比特翻转错误，从而向实现真正的容错量子计算（FTQC）迈进。 第十章：变分量子算法与量子机器学习（QML） 面对当前的硬件限制，混合量子-经典算法成为研究热点。本章重点介绍了变分量子本征求解器（VQE）和量子近似优化算法（QAOA）。我们探讨了如何设计有效的量子电路ansatz，并利用经典优化器来迭代地最小化目标函数。同时，本书还探讨了如何利用量子态作为特征空间来构建量子神经网络（QNN），及其在分类和生成任务中的潜在应用前景。 结论 《深入探索量子计算：从基础理论到前沿应用》旨在成为读者从入门到精通量子计算领域的权威参考书。本书的深度和广度确保了它不仅能作为高等院校研究生阶段的教材，更能为工业界的研究人员提供坚实的理论支撑和前沿的研究方向指引。通过本书的学习，读者将能够深刻理解量子计算的底层物理原理，熟练掌握核心算法的构建，并对未来量子技术的商业化和科学突破抱有清晰且务实的认识。本书提供的不仅仅是知识，更是一种超越经典思维定式的全新计算视角。

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