航天器轨道动力学与控制（下） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:杨嘉墀 编

出品人:

页数:361

译者:

出版时间:2001-12

价格:60.00元

装帧:

isbn号码:9787801444172

丛书系列:导弹与航天丛书卫星工程系列

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好的，这是一份关于一本假设的、与《航天器轨道动力学与控制（下）》内容无关的图书简介，侧重于详细描述其主题和结构，力求自然流畅，不带有任何“AI痕迹”。 --- 《量子信息科学前沿：纠缠、计算与传感的新范式》 内容简介 本书深入探讨了当前量子信息科学领域最前沿的理论进展与实验突破，聚焦于量子纠缠的本质、量子计算的架构演进，以及量子传感技术在精密测量中的革命性潜力。全书旨在为物理学、计算机科学及工程技术领域的科研人员、高级研究生提供一个全面而深入的参考视角，连接基础理论与新兴应用。 第一部分：量子纠缠的深度解析与操控 本部分构建了量子纠缠这一核心物理现象的理论基础，并探讨了其在复杂系统中的表现。 第一章：纠缠的几何与拓扑描述 本章从几何学和拓扑学的角度重新审视了多体量子纠缠。我们不仅复习了冯·诺依依曼熵和纠缠熵的基本概念，更引入了张量网络态（如MPS和MERA）作为描述高维纠缠结构的有效数学工具。重点讨论了纠缠的分形维度及其在临界相变中的指示作用。此外，对纠缠的“连接性”进行了深入分析，探讨了如何通过拓扑不变量来区分不同类型的非平凡纠缠态，例如分数霍尔效应中的任意子统计。本章通过一系列精确的数学推导，展示了拓扑量子场论（TQFT）在理解长程纠缠方面的强大能力。 第二章：开放系统中的纠缠动力学 在实际的物理系统中，量子态不可避免地与环境发生相互作用。本章致力于研究开放量子系统中纠缠的产生、退相干以及重构过程。我们详细分析了 Lindblad 方程的普适性限制，并引入了更精细的 Master 方程及其在描述非马尔可夫过程中的优势。关键内容包括：对“量子的黑暗时间”（Quantum Zeno Effect）中纠缠保持机制的探讨；基于随机矩阵理论对多体局域化（Many-Body Localization, MBL）系统中纠缠传播速度的界定；以及利用量子拉普拉斯算符来量化系统在噪声背景下的纠缠流。实验部分则关注于基于腔QED和超导电路实现的纠缠维护技术。 第三章：纠缠的度量与分离操作 本章专注于纠缠的量化和实际分离技术。超越了传统的贝尔不等式检验，本章详细介绍了基于纠缠见证者（Entanglement Witnesses）的实验测量方案，特别是针对高纯度多体态的见证方法。在操作层面，我们详述了“纠缠交换”（Entanglement Swapping）和“纠缠提纯”（Entanglement Distillation）的理论框架，重点分析了在有限资源下实现这些操作的资源效率。理论上，探讨了纠缠的“诚实性”（Robustness）与度量复杂性之间的关系，并引入了量子相对熵作为一种更敏感的纠缠度量标准。 第二部分：通用量子计算架构与容错理论 本部分转向构建可扩展的量子计算硬件和保证其可靠运行的软件（容错码）。 第四章：拓扑量子计算的实现路径 本章系统考察了拓扑量子计算的理论基础，特别是马约拉纳费米子（Majorana Fermions）和非阿贝尔任意子的作用。内容涵盖了对 P-ADs 模型的精确求解，以及如何在超导线和二维电子气中寻找和调控这些准粒子。重点放在了如何利用这些准粒子的非局部特性来抵抗局部噪声。此外，本章还讨论了基于图态（Cluster States）的“一试量子计算”（One-Way Quantum Computation）的优势与局限性，并探讨了如何利用光子集成电路实现大规模图态制备。 第五章：容错量子编码与表面码的优化 容错能力是实现通用量子计算的基石。本章深入分析了当前最有前景的量子纠错码——表面码（Surface Code）。我们详细推导了稳定子测量（Syndrome Measurement）的优化方案，并讨论了其在不同几何形状（如环形、扭曲网格）下的性能差异。核心内容包括：阈值定理的严格证明，以及在实际硬件限制下（如非理想的门操作和有限的测量精度）的错误恢复算法（如最小权重完美匹配算法）的改进。此外，本章也对下一代编码，如低密度奇偶校验码（LDPC Codes）在量子信息中的应用潜力进行了前瞻性评估。 第六章：量子编程模型与高层抽象 本章关注如何将底层量子硬件映射到可执行的计算任务。我们比较了基于量子门模型（如Qiskit, Cirq）与基于 Adiabatic 演化的编程范式。重点介绍了如何设计高效的量子电路编译器，以最小化电路深度和量子比特间的通信需求。特别是对“量子近似优化算法”（QAOA）和“变分量子本征求解器”（VQE）的最新优化策略进行了深入剖析，讨论了如何利用经典优化器来克服量子退火过程中的陷阱态问题。 第三部分：量子传感与精密测量的物理极限 本书的最后部分探讨了如何利用量子特性实现超越经典极限的测量精度。 第七章：标准量子极限（SQL）与海森堡极限（HL） 本章阐述了量子传感的理论基础，即如何利用量子态的压缩（Squeezing）效应来突破经典测量中固有的标准量子极限（SQL）。我们详细分析了压缩态（如光场的相位压缩态或幅度压缩态）在干涉测量（如LIGO的升级）中的具体应用。随后，理论推导了如何在最优的测量策略下达到海森堡极限，即精度与测量次数的倒数成正比的关系。这部分内容包含了对量子克拉克-拉米奥（Cramér-Rao）界限的详尽推导。 第八章：基于固态系统的量子传感 本章转向固态物理中的量子传感器，重点研究了金刚石色心（NV色心）和半导体量子点（Quantum Dots）作为高灵敏度传感器的潜力。我们分析了这些系统如何实现对微弱磁场、电场和温度变化的实时、非侵入式测量。内容包括：对自旋弛豫时间的精确控制以提高传感带宽；以及利用纠缠辅助的多传感器阵列来提高空间分辨率。对如何将这些量子传感器集成到微纳机电系统（MEMS）中，实现便携式高精度测量，进行了实际案例分析。 第九章：引力波探测与量子计量学的未来 本书以量子计量学在基础物理学中的终极应用——引力波探测——作结。本章讨论了高精度激光干涉仪如何通过注入压缩光场来增强灵敏度，特别关注了工作在不同频率范围内的量子增强技术。最后，展望了利用原子钟和量子场论技术来搜索暗物质信号的前沿探索，预示着量子信息科学将如何重新定义我们对自然规律的理解和测量能力。 --- 附录： 包含了张量网络态的数学基础、高斯态的生成与操控、以及量子博弈论的初步介绍。 关键词： 量子纠缠、张量网络、非马尔可夫过程、拓扑计算、表面码、压缩态、量子克拉克-拉米奥界、NV色心。

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这本书给我最大的感受是其独特的叙事风格——它既有科学的冰冷精确，又蕴含着工程实践的热情。作者在讲解那些极其枯燥的微分方程和状态转移矩阵时，总能巧妙地穿插一些航天任务的实际案例，比如近地轨道探测器如何应对大气阻力衰减，或是深空探测器如何进行霍曼转移与行星引力助推的复合机动。这种理论与实践的无缝对接，极大地提升了阅读的代入感。它不仅仅是在告诉你“怎么算”，更是在告诉你“为什么这么算”，背后的物理意义和工程限制是什么。这种对“为什么”的深入挖掘，是很多同类书籍所欠缺的。对于那些不仅仅满足于套用公式，而是渴望理解航天器在轨道上“真正会发生什么”的读者而言，这本书提供的深度和广度，绝对是业内顶尖水准的体现。它成功地将一门高深的学科，转化为了一种可触摸、可理解的工程艺术。

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这本书的阅读体验，很大程度上依赖于你对背景知识的掌握程度。如果你是初次接触轨道动力学，这本书的阅读曲线可能会显得有些陡峭。它对细节的推敲到了近乎苛刻的地步，每一个变量的定义、每一个近似假设的适用范围，作者都交代得清清楚楚，这无疑保证了科学的严谨性，但同时也要求读者必须心无旁骛地投入精力。我个人认为，这本书更适合作为硕士或博士阶段的参考资料，或者已经有扎实经典轨道力学基础的专业人士进阶之用。我花了大量时间去消化其中关于轨道燃料优化分配的章节，书中引用的经典优化方法与现代启发式算法相结合的论述，清晰地勾勒出了从理论最优解到实际工程可行解的过渡路径。每一次深入阅读，都能发现新的层次和新的启发点，这说明作者在内容的密度和广度上把握得非常到位，绝非肤浅的综述可以比拟。

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这本书的装帧设计真是没得挑，封面那种深邃的蓝色调，配上银白色的字体，一下子就让人联想到浩瀚的宇宙和精密的科学。内页纸张的质感也相当不错，摸起来舒服，油墨印刷清晰锐利，即便是那些复杂的数学公式和图表，看起来也毫不费力。我最欣赏的是它对内容的组织方式，结构极其严谨，从基础的理论铺陈到高级的应用实例，层层递进，逻辑链条异常清晰。初看之下，可能会觉得内容有些抽象，但随着阅读的深入，会发现作者对每一个概念的阐释都力求做到通俗易懂，即使是跨专业背景的读者，也能找到理解的切入点。比如，对于轨道摄动的分析，书中不仅详细推导了各种力矩的影响，还配有非常直观的矢量图示，这对于理解实际航天器在复杂环境下的行为至关重要。整体而言，这本书的物理呈现和知识结构都达到了专业教科书的高标准，让人捧在手里就有种踏实的求知欲。

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阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一场与智慧的深度对话。作者显然对航天动力学领域有着极深的洞察力和独到的见解。书中对非线性动力学在轨道机动中的应用探讨得尤为深入，尤其是在处理多体问题和复杂约束条件下的最优控制策略时，展示了令人叹服的数学功底和工程直觉。我特别留意了其中关于高精度轨道保持和姿态控制的章节，书中没有停留在传统的线性化处理上，而是大胆引入了先进的鲁棒控制和自适应控制理论，并结合具体的案例进行了仿真验证。这种与时俱进的视角，使得这本书不仅具有理论的深度，更具备了面向未来任务的实用价值。对于那些希望在现有知识体系上寻求突破，或者致力于前沿轨道控制算法研究的工程师和学者来说，这本书无疑是一本不可多得的“思想激发器”，它会不断挑战你的认知边界，促使你跳出固有的思维定式去审视问题。

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这本书的排版和索引系统做得非常人性化，这对于一本工具书来说至关重要。面对如此庞杂的公式和定义，如果没有一个好的检索机制，效率会大打折扣。这本书的章节标题层级分明，术语表的设计也非常考究，基本上关键的专业名词都有明确的标注，极大地减少了查阅时间。而且，我发现作者在引用参考文献时，不仅列出了经典著作，还关注了近十年内发表在前沿期刊上的重要研究成果，这使得全书的知识体系显得既有历史的厚重感，又不失时代的活力。特别值得一提的是，书中附带的算法流程图，简直是救星一般的存在。面对复杂的迭代计算过程，一个清晰的流程图胜过千言万语的文字描述，它帮助我迅速地将抽象的数学模型转化为了可操作的编程逻辑。可以说，从便利性和实用性的角度来看，这本书的设计者充分考虑了读者的实际使用场景。

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