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出版者:

作者:杨浣宜 编

出品人:

页数:282

译者:

出版时间:2009-12

价格:92.00元

装帧:

isbn号码:9787509131381

丛书系列:

图书标签:

• 心血管超声
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《量子纠缠的奥秘与应用》 图书简介： 本书将带领读者深入探索量子力学中最引人入胜、也最具颠覆性的现象之一——量子纠缠。我们将从其基本概念入手，逐步揭示其令人费解的特性，并追溯其理论发展历程，从爱因斯坦、波多尔斯基、罗森（EPR）的佯谬，到贝尔不等式的验证，以及后续一系列开创性的实验，勾勒出人类对量子纠缠认识的演进。 在理论部分，我们将详细阐述量子纠缠的数学表述，包括态叠加原理、量子态的张量积、纠缠态的度量（如纠缠熵、Concurrence等），并通过清晰的图示和类比，帮助读者理解宏观世界与量子世界在这一现象上的根本差异。我们将深入探讨不同类型的纠缠态，例如贝尔态、GHZ态等，并分析它们在不同量子系统（如光子、原子、超导电路）中的实现方式。 本书的另一重要部分将聚焦于量子纠缠的广泛应用。我们将详细介绍其在量子通信领域的关键作用，例如量子密钥分发（QKD）的原理与实现，以及如何利用纠缠态构建不可窃听的通信网络。在量子计算方面，我们将探讨纠缠态如何作为量子算法（如Shor算法、Grover算法）的核心资源，驱动量子计算机实现超越经典计算的强大算力。此外，我们还将介绍量子隐形传态（Quantum Teleportation）的奇妙过程，以及纠缠态在精密测量（如量子计量）和基础物理研究（如量子模拟、检验基本物理定律）中的前沿应用。 本书旨在为对量子物理、信息科学以及前沿技术感兴趣的读者提供一个全面而深入的视角。无论您是物理学专业学生、研究人员，还是希望了解未来科技发展方向的科技爱好者，都能从中获得宝贵的知识和启发。我们力求以严谨而不失生动的语言，将抽象的量子概念具象化，让读者在阅读过程中感受到探索未知的乐趣。 内容概述： 第一部分：量子纠缠的理论基石 第一章：量子世界的奇妙开端：叠加与概率 介绍量子力学的基本假设，如叠加原理和概率诠释。 通过简单的例子，如薛定谔的猫，阐述量子叠加态的直观感受。 探讨测量在量子力学中的独特角色。 第二章：纠缠的诞生：非局域性的诡异联系 定义量子纠缠的概念，并与其经典关联进行区分。 深入解析EPR佯谬，以及它对定域实在论的挑战。 介绍贝尔不等式，以及它如何为验证纠缠提供实验判据。 回顾贝尔不等式的实验检验过程及其重要意义。 第三章：数学的语言：描述量子纠缠的工具 量子态的表示：狄拉克符号与希尔伯特空间。 多粒子系统的量子态：张量积的概念。 纠缠态的识别：不可约性与可分态。 纠缠的度量：纠缠熵、Concurrence、最大纠缠度等。 第四章：多样的纠缠形态：从贝尔态到GHZ态 详细介绍两比特纠缠态，特别是贝尔态的种类和性质。 探讨多比特纠缠态，如GHZ态、W态等，及其独特的性质。 分析不同纠缠态在理论和实验中的应用潜力。 第二部分：量子纠缠的创新应用 第五章：点亮信息之路：量子通信的革命 量子密钥分发（QKD）的原理：BB84协议、E91协议等。 利用纠缠态实现安全通信的优势。 量子隐形传态的实现机制与局限性。 构建量子互联网的展望与挑战。 第六章：计算的飞跃：量子计算机的核心驱动力 量子比特（qubit）与经典比特的区别。 纠缠态在量子算法中的作用，如门操作与量子逻辑。 Shor算法和Grover算法的原理与纠缠的需求。 不同量子计算架构（如超导、离子阱）中纠缠的实现。 第七章：精密丈量宇宙：量子计量与传感 利用纠缠态提高测量精度的原理。 量子传感器在磁场、引力波等领域的应用。 量子显微镜和量子成像技术。 第八章：探索未知边界：量子模拟与基础物理 量子模拟器如何模仿复杂量子系统。 利用纠缠态研究凝聚态物理、高能物理等领域的问题。 检验量子力学的基本原理，探索新的物理现象。 结论： 本书通过对量子纠缠理论的深入剖析和对其前沿应用的广泛探讨，旨在为读者提供一个关于这一神秘现象的全面理解。量子纠缠不仅是理解宇宙基本运作机制的关键，更是驱动下一代信息技术、计算技术乃至科学研究的关键力量。我们希望本书能激发读者对量子世界的无限好奇，并为未来的科技发展提供坚实的知识基础。

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