告别蓝色天空?-基础研究概念及其角色演变 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:武汉理工大

作者:珍妮·卡尔维特

出品人:

页数:181

译者:冯艳飞

出版时间:2007-11

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787562926047

丛书系列:

图书标签:

• 基础研究
• 科学史
• 科学哲学
• 知识社会学
• 科研政策
• 学术文化
• 科学发展
• 研究方法
• 创新理论
• 知识演变

好的，这是一份关于一本名为《深入理解量子纠缠：从理论基石到前沿应用》的图书简介，其内容与您提供的书名《告别蓝色天空?-基础研究概念及其角色演变》完全无关，并且力求详实、自然流畅，避免痕迹： --- 《深入理解量子纠缠：从理论基石到前沿应用》 摘要：穿越微观世界的奇特联系 本书旨在为物理学、信息科学以及材料科学领域的专业人士、研究生以及对前沿物理学抱有浓厚兴趣的读者，提供一部全面、深入且兼具历史观照的量子纠缠理论与实践指南。量子纠缠，这一被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”的现象，不仅是量子力学的核心特征之一，更是驱动下一代信息技术革命——量子计算、量子通信与量子精密测量的根本资源。 本书将纠缠的概念置于其历史发展的宏大叙事之中，从 EPR 佯谬的诞生，到贝尔不等式的实验检验，直至当代纠缠度量的精细化构建，层层递进，确保读者对这一复杂现象的物理直觉和数学工具都有扎实的掌握。 --- 第一部分：理论的奠基与概念的溯源 (The Theoretical Foundations) 本部分将构建读者理解量子纠缠所需的数学和哲学框架。我们不会止步于教科书上对二态系统（如量子比特，Qubit）的简单介绍，而是将重点放在纠缠作为一种非定域性关联的本质特征上。 第一章：量子力学的复习与纠缠的引入 首先，本书将快速回顾量子态的描述、张量积空间的应用，并明确区分定域态（Product States）与纠缠态（Entangled States）。我们将深入探讨可分离性（Separability）的数学判据，特别是针对复合系统（Composite Systems）的密度矩阵描述。重点分析了亥尔曼-波尔特（Hellmann-Pochhammer）准则在识别混合态纠缠中的局限性。 第二章：EPR 佯谬与定域实在论的挑战 本章将详尽回顾爱因斯坦、波多尔斯基和罗森在1935年提出的著名佯谬。我们不仅会重现原始论证，还将分析“隐变量理论”（Hidden Variable Theories）的假设前提。通过对“定域性”和“实在性”这两个哲学支柱的剖析，为引入贝尔不等式做铺垫。本章旨在说明，纠缠不仅仅是数学上的奇特，它对我们理解物理实在的本质构成了根本性的挑战。 第三章：贝尔不等式与实验的裁决 这是理解纠缠历史的关键章节。我们将详细推导 CHSH (Clauser-Horne-Shimony-Holt) 不等式的标准形式，并解析其与局域隐变量理论预测值的差异。随后，本书将系统梳理从阿斯佩（Alain Aspect）开创性的实验到最新一代“无漏洞”（Loophole-free）实验的演变过程。我们特别关注实验设计中如何排除定域性漏洞（如信号漏洞和探测效率漏洞），从而确凿无疑地证实量子力学的非定域性预测。 --- 第二部分：量化纠缠的工具箱 (Quantifying Entanglement) 仅仅知道一个态是纠缠的远远不够；在实际应用中，我们需要精确地知道“有多少”纠缠。本部分专注于构建和比较各种纠缠度量（Entanglement Measures）。 第四章：熵与信息论视角下的纠缠 纠缠与信息是紧密耦合的。本章从冯·诺依依曼熵（Von Neumann Entropy）出发，定义了纠缠熵（Entanglement Entropy）作为衡量纯态纠缠的自然指标。我们将探讨其在统计物理学，特别是量子场论中热力学边界处的应用，以及它在理解多体系统基态结构（如MERA, PEPS等）中的核心作用。 第五章：可操化量度：纠缠的代价 并非所有数学上定义的纠缠量度都具有物理意义上的“可操作性”。本章引入了纠缠资源理论的核心概念，重点介绍纠缠的代价（Cost of Entanglement）。我们将深入分析纠缠见证者（Entanglement Witnesses）的设计原理，它们是识别特定类型纠缠的实验工具。此外，本书还将详细讨论纠缠的易耗性（Distillability），解释为何某些纠缠态可以通过局部操作和经典通信（LOCC）被提纯（Distillation），而另一些则不能。 第六章：多体纠缠的复杂性 当系统包含三个或更多量子比特时，纠缠的结构急剧复杂化。我们区分了“双分离性”（Bipartite Separability）和“完全可分离性”（Separability in All Partitions）。本章将介绍如GHZ 态和W 态等关键的多体纠缠基态，并探讨如何使用纠缠的拓扑结构（如多体纠缠熵的复杂模式）来描述复杂量子物质的序参量。 --- 第三部分：纠缠的前沿应用与挑战 (Frontiers and Applications) 本部分将视角从理论推向实际工程，展示纠缠如何成为驱动前沿技术的“燃料”。 第七章：量子计算中的纠缠工程 纠缠是量子计算加速（Quantum Speedup）的基石。本章详细阐述了量子门操作如何有效地在量子寄存器中“织造”纠缠。重点分析了量子纠错码（Quantum Error Correction Codes）如何利用纠缠态来编码信息，抵抗退相干。我们将探究实现容错量子计算所需的纠缠分发和测量方案。 第八章：量子通信与网络：安全与远距离传输 在量子通信领域，纠缠是实现绝对安全通信和构建量子互联网的物质基础。本章深入探讨量子密钥分发（QKD）协议（如BB84和E91）中纠缠的应用。此外，我们将分析量子中继器（Quantum Repeaters）的工作原理，重点关注如何利用纠缠交换（Entanglement Swapping）和纠缠提纯来克服光纤损耗，实现长距离纠缠分发。 第九章：纠缠在凝聚态物理中的角色 在材料科学领域，纠缠不再是抽象的概念，而是决定材料宏观性质的内在属性。本章探讨了量子相变中关键的纠缠特征。我们将研究拓扑序（Topological Order）如何通过零能激发和分数激发来体现其对纠缠的依赖性。读者将了解如何利用纠缠熵来分类不同的拓扑相，以及纠缠如何影响超导性、磁性等物理现象。 --- 结语：展望量子纠缠的未来 本书最后总结了当前研究面临的主要挑战，包括如何高效率地制备大规模高保真度的纠缠态，以及如何发展普适性的、可扩展的纠缠测量技术。我们相信，对量子纠缠的持续深入理解，不仅将重塑基础物理学的图景，也将最终定义信息时代的下一个技术范式。 目标读者： 理论物理、量子信息、光学工程、计算机科学（量子计算方向）的研究人员、博士/硕士研究生，以及希望掌握量子纠缠前沿知识的工程师。 ---

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