Quantum Transport

Quantum Transport pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Allaire, Gregoire/ Arnold, Anton/ Degond, Pierre/ Hou, Thomas Y.
出品人:
页数:274
译者:
出版时间:
价格:523.00元
装帧:
isbn号码:9783540795735
丛书系列:
图书标签:
  • 理论物理
  • 量子传输
  • 量子力学
  • 固体物理
  • 电子输运
  • 凝聚态物理
  • 量子效应
  • 能带理论
  • 量子导电
  • 非平衡态
  • 介观系统
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具体描述

《量子传输》 这是一本关于量子现象及其潜在应用的探索之旅,它深入浅出地剖析了微观世界的奇妙规律,以及这些规律如何为我们构建全新的技术体系提供可能。本书并非枯燥的理论堆砌,而是以清晰的逻辑、生动的比喻,将那些晦涩的量子概念展现在读者面前,引导读者理解粒子在量子尺度下的非凡行为。 全书从量子力学的基石——叠加态和纠缠态——的引入开始。读者将了解到,微观粒子不再是我们惯常理解的确定位置和速度的点,而是可以同时处于多种状态的概率云。这种叠加态的特性,使得量子计算机能够同时处理海量信息,为解决经典计算机难以企及的复杂问题提供了理论基础。而量子纠缠,更是将粒子间的联系提升到了一个全新的维度,无论它们相距多远,一个粒子的状态变化会瞬间影响到另一个,这种“鬼魅般的超距作用”是通信和计算领域革命的种子。 随后,本书将视角转向量子传输的具体实现方式。我们将详细探讨量子比特(qubit)的编码与操作,这是量子信息传递的基本单元。从超导电路、离子阱到光子系统,本书将介绍目前主流的量子比特实现技术,分析它们各自的优缺点和发展前景。理解这些物理载体的特性,是掌握量子传输机制的关键。 接着,本书重点阐述了量子隐形传态(quantum teleportation)的原理。这并非科幻小说中的瞬间移动,而是利用量子纠缠,将一个量子态从一个地点准确地“传输”到另一个地点,而原始的量子态则被破坏。本书将逐步拆解这个过程,解释其所需的经典信息辅助和纠缠对的制备,以及其在安全通信和分布式量子计算中的核心作用。 除了量子隐形传态,本书还将深入研究量子中继器(quantum repeaters)的概念。鉴于量子信号在传输过程中容易衰减和退相干,如何实现远距离、高质量的量子信息传输一直是研究的重点。量子中继器通过分段纠缠分发和量子纠错,有望克服这一技术瓶颈,为构建覆盖全球的量子互联网奠定基础。本书将详细介绍量子中继器的不同架构和关键技术,如纠缠交换、量子存储等。 本书还对量子传输的潜在应用场景进行了广泛的探讨。在量子通信方面,量子密钥分发(QKD)因其理论上的不可窃听性,预示着下一代信息安全的发展方向。本书将阐述QKD的几种主要协议,以及其在实际应用中面临的挑战与机遇。在量子计算领域,高效的量子传输是实现分布式量子计算和连接不同量子处理单元的关键,这对于构建更大规模、更复杂的量子算法至关重要。此外,本书还将触及量子传感、量子计量等前沿领域,展示量子传输技术如何赋能这些领域的精度提升和能力拓展。 为了帮助读者更深入地理解,本书穿插了对相关实验进展的介绍,例如首次实现的原子间量子隐形传态、基于卫星的量子密钥分发等里程碑式的成果。这些真实的案例不仅验证了理论的可行性,也展现了科学家们为实现量子传输所付出的努力和取得的突破。 本书还特别关注量子传输所面临的挑战,包括量子比特的稳定性、相干时间的延长、纠缠分发的效率以及量子纠错码的实现等。这些技术难题的克服,将直接决定量子传输技术能否真正走向实用化。本书将对这些挑战进行深入分析,并介绍当前科研界正在探索的解决方案。 总而言之,《量子传输》旨在为读者提供一个全面而深入的视角,理解量子世界如何通过“传输”的方式,将信息以全新的、颠覆性的方式传递。它不仅是一本关于前沿科学技术的科普读物,更是一次关于未来计算、通信和安全模式的深刻思考。无论您是物理学爱好者、计算机科学家、通信工程师,还是对未来科技充满好奇的读者,本书都将为您打开一扇通往量子新世界的大门。

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目录信息

读后感

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用户评价

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我一直对物理学中那些能够解释宏观世界现象的微观理论充满浓厚的兴趣,“Quantum Transport”这个书名,对我来说,恰恰捕捉了这种连接性:它将微观的量子规律与宏观的物质传输现象紧密地联系起来。我猜想,这本书会详细阐述量子力学的基本原理,并且解释这些原理是如何在真实的物理过程中体现出来的。我特别期待书中能够对量子霍尔效应进行详细的阐述,以及它所揭示的拓扑物态的奇特性质,这是否意味着,即使材料中存在缺陷,量子传输依然能够保持稳定?我希望书中能够提供一种严谨的数学框架,让我能够理解粒子如何在复杂的势场中进行运动,以及能量和动量是如何在传输过程中交换的。是否会涉及到像Landauer-Büttiker公式这样的关键理论,它如何描述了在纳米尺度下,器件的电导与透射系数之间的关系?我期待它能够帮助我理解,在量子尺度下,经典的确定性轨迹被概率性的波函数所取代,并且这种概率性如何影响最终的宏观观测结果。我希望通过这本书,能够建立起一个关于量子传输的全面、深入的认知,并且能够理解这些基础的量子输运原理是如何为未来的量子技术,比如量子计算机、量子通信和新型传感器提供理论支撑。

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当我拿到这本书,第一感觉就是它的厚重感,不仅仅是物理意义上的,更是一种知识的承载感。我一直觉得,要真正理解一个复杂的领域,不能只停留在概念层面,而是要深入其核心的数学描述和物理原理。我希望“Quantum Transport”能够带我进入到这种深入的分析中。我猜想,书中肯定会有大量的数学公式和理论推导,而这正是我所需要的。我并不畏惧复杂的数学,相反,我更看重的是通过这些数学工具,去理解那些肉眼无法看见的微观世界的运行规律。比如,书中会不会详细讲解如何利用傅里叶变换、格林函数或者态密度等概念来描述粒子的传输行为?我尤其好奇它会如何解释不同材料的电子结构如何影响其导电性能,以及在量子尺度下,这些电子的运动是否会受到量子化的能级、晶格振动(声子)以及杂质散射等因素的显著影响。我希望它能让我明白,所谓的“传输”并非简单的直线运动,而是一个充满概率、能量交换和相互作用的复杂过程。书中是否会涉及到像朗道能级、布洛赫波这样描述电子在周期性势场中运动的重要概念?又或者会深入探讨不同类型的量子输运现象,例如约瑟夫森效应,这种超导材料之间通过库珀对隧穿而产生的电流,以及它在量子计算和精密测量中的潜在应用。我期待这本书能提供一种严谨的、系统性的方法来分析这些现象,让我不仅知其然,更能知其所以然,真正建立起对量子传输的深刻理解,并且能够将这些知识应用到我可能遇到的其他科学问题上。

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自从我开始接触物理学,我就对那些能够解释我们周围世界运行规律的微观理论充满了好奇。“Quantum Transport”这个书名,对我而言,就像是一扇通往未知世界的窗户,让我得以一窥量子粒子如何在复杂的环境中进行“输运”。我猜想,这本书会从量子力学的基本概念出发,比如波粒二象性、量子叠加和量子纠缠,然后逐步深入到描述粒子传输的复杂模型。我尤其好奇,书中是否会详细讲解量子隧穿效应,以及它在纳米电子器件中的应用。我期待它能提供一种清晰的逻辑,解释粒子如何能够“穿过”经典上无法逾越的能量势垒,并且这种隧穿的概率又受到哪些因素的影响。我希望书中能够介绍一些关键的理论工具,比如Keldysh理论或者非平衡Green's function方法,它们如何帮助我们描述在非平衡态下的量子传输过程。我期待它能够让我理解,在量子尺度下,输运不再是简单的经典轨迹,而是充满概率性和量子效应的复杂过程。是否会涉及到像量子点、纳米线这样的低维度结构,以及它们在电子传输中的特殊行为?我希望这本书能够提供一种系统性的视角,让我能够理解不同材料的电子结构、晶格振动以及杂质散射如何共同影响量子粒子的输运行为,从而为我未来的科学探索提供宝贵的启示。

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我一直以来对“输运”这个概念特别着迷,因为它不仅仅局限于物理学的范畴,它几乎渗透到我们生活的方方面面,从交通运输到信息传递,再到能源的流动。而当“量子”这个词与“输运”结合在一起时,这种着迷感更是被放大了无数倍。我设想“Quantum Transport”这本书,会带我进入一个全新的维度,去理解这些微观粒子是如何在量子层面进行“输运”的。我猜想,它会从最基础的量子力学概念出发,比如波粒二象性,解释粒子如何表现出波动性,而这种波动性又是如何影响其传输路径和概率的。我特别好奇书中是否会深入探讨量子相干性,以及它是如何在传输过程中保持的,又是在何种情况下会发生退相干,从而导致量子效应的消失。我希望这本书能帮助我理解,为何在微观世界里,“输运”不再是简单的经典力学轨迹,而是一种更加复杂、概率性的过程。它是否会介绍一些描述量子输运的关键理论模型,比如玻尔兹曼方程在量子尺度下的修正形式,或者是利用量子场论的方法来分析粒子在复杂介质中的传输?我期待它能解释,为何某些材料在低温下会出现异常的导电行为,比如量子霍尔效应或者拓扑绝缘体中的表面态传输,这些现象背后隐藏着怎样的量子机制?我渴望通过这本书,能够建立起一个关于量子输运的全面、深入的认知框架,并且能够理解这些基础的量子输运原理是如何为未来的量子技术,比如量子计算机、量子通信和新型传感器提供理论支撑的。

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一直以来,我对物理学中那些看似抽象但却能解释宏观世界现象的理论充满了敬畏。“Quantum Transport”这个书名,在我看来,恰恰点出了这种连接性:它将微观的量子规律与宏观的物质传输现象联系起来。我猜想,这本书会详细阐述量子力学中的基本原理,并且解释这些原理是如何在真实的物理过程中体现出来的。我特别期待书中能够深入讲解量子霍尔效应,以及它所揭示的拓扑物态的奇特性质,这是否意味着,即使材料中存在缺陷,量子传输依然能够保持稳定?我希望书中能够提供一种严谨的数学框架,让我能够理解粒子如何在复杂的势场中进行运动,以及能量和动量是如何在传输过程中交换的。是否会涉及到像Landauer-Büttiker公式这样的关键理论,它如何描述了在纳米尺度下,器件的电导与透射系数之间的关系?我期待它能够帮助我理解,为何在微观世界里,经典的确定性轨迹被概率性的波函数所取代,并且这种概率性如何影响最终的宏观观测结果。我希望通过这本书,能够建立起一个关于量子传输的全面、深入的认知,并且能够理解这些基础的量子输运原理是如何为未来的量子技术,比如量子计算机、量子通信和新型传感器提供理论支撑。

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当我第一次看到“Quantum Transport”这个书名时,我的脑海中立刻浮现出无数关于微观世界的奇妙图景。我一直对量子力学的精妙之处着迷,而“输运”这个词更是将这种好奇心引向了具体的物理过程——能量、信息和物质的流动。我猜想,这本书会深入探讨量子力学中的基本原理,并且将它们应用于解释真实的物理现象。我特别期待书中能够对量子霍尔效应进行详细的阐述,以及它所揭示的拓扑物态的奇特性质,这是否意味着,即使材料中存在缺陷,量子传输依然能够保持稳定?我希望书中能够提供一种严谨的数学框架,让我能够理解粒子如何在复杂的势场中进行运动,以及能量和动量是如何在传输过程中交换的。是否会涉及到像Landauer-Büttiker公式这样的关键理论,它如何描述了在纳米尺度下,器件的电导与透射系数之间的关系?我期待它能够帮助我理解,在量子尺度下,经典的确定性轨迹被概率性的波函数所取代,并且这种概率性如何影响最终的宏观观测结果。我希望通过这本书,能够建立起一个关于量子传输的全面、深入的认知,并且能够理解这些基础的量子输运原理是如何为未来的量子技术,比如量子计算机、量子通信和新型传感器提供理论支撑。

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我一直觉得,物理学最迷人的地方在于它能够揭示隐藏在表象之下的本质规律。“Quantum Transport”这个书名,对我来说,就是一个引人入胜的邀请,让我去探索微观粒子是如何在各种复杂的环境中进行“输运”的。我猜想,这本书会从量子力学的基本概念出发,比如波粒二象性、量子叠加和量子纠缠,然后逐步深入到描述粒子传输的复杂模型。我尤其好奇,书中是否会详细讲解量子隧穿效应,以及它在纳米电子器件中的应用。我期待它能提供一种清晰的逻辑,解释粒子如何能够“穿过”经典上无法逾越的能量势垒,并且这种隧穿的概率又受到哪些因素的影响。我希望书中能够介绍一些关键的理论工具,比如Keldysh理论或者非平衡Green's function方法,它们如何帮助我们描述在非平衡态下的量子传输过程。我期待它能够让我理解,在量子尺度下,输运不再是简单的经典轨迹,而是充满概率性和量子效应的复杂过程。是否会涉及到像量子点、纳米线这样的低维度结构,以及它们在电子传输中的特殊行为?我希望这本书能够提供一种系统性的视角,让我能够理解不同材料的电子结构、晶格振动以及杂质散射如何共同影响量子粒子的输运行为,从而为我未来的科学探索提供宝贵的启示。

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我一直对“传输”这个词非常敏感,因为它直接关系到能量、信息和物质的流动,而当它与“量子”结合时,我便觉得这扇通往未知世界的大门已经向我敞开。“Quantum Transport”这本书,在我看来,不仅仅是关于物理学,它更像是一把钥匙,能让我理解我们所处世界的底层运行机制。我希望书中能够详细介绍量子力学中的一些核心概念,比如量子态、量子叠加和量子纠缠,并且解释这些概念如何体现在粒子的传输过程中。我尤其好奇,书中是否会探讨量子退相干,即量子态如何受到环境的干扰而失去其量子特性,以及它对粒子传输的影响。我猜想,书中会介绍一些描述量子输运的数学工具,比如量子输运理论中的Green's function方法,或者Keldysh理论,它们如何帮助我们描述在非平衡态下的量子系统。我期待它能让我理解,在量子尺度下,粒子的传输不再是简单的直线运动,而是充满概率性和不确定性的过程。是否会涉及到像量子点、量子线这样的低维度结构,以及它们在电子传输中的特殊性质?我希望这本书能够提供一种系统性的视角,让我能够理解不同材料的电子结构、晶格振动以及杂质散射如何共同影响量子粒子的输运行为。我期望它能够拓展我的视野,让我对微观世界的奇妙运行规律有更深入的认识,并为我未来的科学研究提供坚实的基础。

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在我看来,“Quantum Transport”这个书名本身就蕴含着一种深刻的物理意义。它暗示着我们不仅仅是在研究量子力学的抽象概念,而是要将这些概念应用于理解真实的物理过程,特别是能量和物质如何在微观尺度上进行流动和传递。我一直对各种奇特的量子现象充满好奇,比如超导、超流,以及在纳米材料中出现的各种新奇的电子传输特性。我猜想,这本书会详细解释这些现象背后的量子力学原理,并且会从理论和实验两个方面来论述。我期待书中能够有关于费米液体理论的介绍,它如何解释在金属中电子的行为,以及在量子尺度下,这些电子的集体行为如何导致宏观的导电性能。我特别想知道,书中是否会涉及到像安德森局域化这样的概念,它描述了在无序系统中,电子的波函数如何被局域化,从而导致电导率的急剧下降。这是否也意味着,在某些材料中,量子效应会阻碍传输,而不是促进传输?我希望这本书能提供一种严谨的分析方法,让我能够理解不同材料的微观结构、缺陷以及外部条件(如温度、磁场、电场)如何共同作用,影响量子粒子的传输行为。我希望它能够帮助我理解,为何在纳米尺度下,经典物理学的描述往往失效,而必须诉诸量子力学的语言来解释观察到的现象。我期待通过这本书,能够对材料的电子性质有更深刻的认识,并且能够将这些知识应用到对新材料的探索和设计中。

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这本书,我真的得好好说说。我一直对量子世界充满好奇,尤其是那种看不见的、在我们日常经验之外的奇妙规律,总让我觉得背后隐藏着巨大的能量和未知的可能性。而“Quantum Transport”这个名字,光是听着就有一种未来科技的即视感,仿佛能带我进入一个由电子、光子和各种基本粒子构成的微观宇宙,去探索它们是如何运动、相互作用,以及最终是如何在不同的材料中表现出我们所看到的宏观现象的。我尤其期待它能解答我长久以来的一些困惑,比如为什么有些材料是导体,有些是绝缘体,而有些则在特定条件下展现出介于两者之间的特性?这种“传输”的概念,在我看来,不仅仅是物理层面的,更是一种信息传递、能量流动的方式,它是否与我们理解的计算、通信甚至更深层次的宇宙运行机制有所关联?我设想,这本书可能会详细阐述量子力学中的各种理论框架,比如薛定谔方程、波函数、叠加态、量子纠缠等等,并会将这些抽象的概念具象化,通过生动的例子和清晰的逻辑,解释它们在实际的量子传输过程中扮演的角色。例如,是否会提到隧穿效应,让粒子能够“穿过”它们经典力学上无法逾越的势垒?又或者会深入探讨量子霍尔效应,那种在强磁场和低温下,电子在二维材料中表现出的奇异导电行为?我希望这本书能给我一个全新的视角,让我不仅仅停留在对量子现象的表面惊叹,而是能够理解其背后的深刻原理,甚至能够对未来的科技发展产生一些自己的洞察。我期待它能够挑战我现有的认知,激发我进一步探索的兴趣,成为我开启量子世界大门的钥匙。

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