Quantum Transport

Quantum Transport pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:
作者:Allaire, Gregoire/ Arnold, Anton/ Degond, Pierre/ Hou, Thomas Y.
出品人:
頁數:274
译者:
出版時間:
價格:523.00元
裝幀:
isbn號碼:9783540795735
叢書系列:
圖書標籤:
  • 理論物理
  • 量子傳輸
  • 量子力學
  • 固體物理
  • 電子輸運
  • 凝聚態物理
  • 量子效應
  • 能帶理論
  • 量子導電
  • 非平衡態
  • 介觀係統
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具體描述

《量子傳輸》 這是一本關於量子現象及其潛在應用的探索之旅,它深入淺齣地剖析瞭微觀世界的奇妙規律,以及這些規律如何為我們構建全新的技術體係提供可能。本書並非枯燥的理論堆砌,而是以清晰的邏輯、生動的比喻,將那些晦澀的量子概念展現在讀者麵前,引導讀者理解粒子在量子尺度下的非凡行為。 全書從量子力學的基石——疊加態和糾纏態——的引入開始。讀者將瞭解到,微觀粒子不再是我們慣常理解的確定位置和速度的點,而是可以同時處於多種狀態的概率雲。這種疊加態的特性,使得量子計算機能夠同時處理海量信息,為解決經典計算機難以企及的復雜問題提供瞭理論基礎。而量子糾纏,更是將粒子間的聯係提升到瞭一個全新的維度,無論它們相距多遠,一個粒子的狀態變化會瞬間影響到另一個,這種“鬼魅般的超距作用”是通信和計算領域革命的種子。 隨後,本書將視角轉嚮量子傳輸的具體實現方式。我們將詳細探討量子比特(qubit)的編碼與操作,這是量子信息傳遞的基本單元。從超導電路、離子阱到光子係統,本書將介紹目前主流的量子比特實現技術,分析它們各自的優缺點和發展前景。理解這些物理載體的特性,是掌握量子傳輸機製的關鍵。 接著,本書重點闡述瞭量子隱形傳態(quantum teleportation)的原理。這並非科幻小說中的瞬間移動,而是利用量子糾纏,將一個量子態從一個地點準確地“傳輸”到另一個地點,而原始的量子態則被破壞。本書將逐步拆解這個過程,解釋其所需的經典信息輔助和糾纏對的製備,以及其在安全通信和分布式量子計算中的核心作用。 除瞭量子隱形傳態,本書還將深入研究量子中繼器(quantum repeaters)的概念。鑒於量子信號在傳輸過程中容易衰減和退相乾,如何實現遠距離、高質量的量子信息傳輸一直是研究的重點。量子中繼器通過分段糾纏分發和量子糾錯,有望剋服這一技術瓶頸,為構建覆蓋全球的量子互聯網奠定基礎。本書將詳細介紹量子中繼器的不同架構和關鍵技術,如糾纏交換、量子存儲等。 本書還對量子傳輸的潛在應用場景進行瞭廣泛的探討。在量子通信方麵,量子密鑰分發(QKD)因其理論上的不可竊聽性,預示著下一代信息安全的發展方嚮。本書將闡述QKD的幾種主要協議,以及其在實際應用中麵臨的挑戰與機遇。在量子計算領域,高效的量子傳輸是實現分布式量子計算和連接不同量子處理單元的關鍵,這對於構建更大規模、更復雜的量子算法至關重要。此外,本書還將觸及量子傳感、量子計量等前沿領域,展示量子傳輸技術如何賦能這些領域的精度提升和能力拓展。 為瞭幫助讀者更深入地理解,本書穿插瞭對相關實驗進展的介紹,例如首次實現的原子間量子隱形傳態、基於衛星的量子密鑰分發等裏程碑式的成果。這些真實的案例不僅驗證瞭理論的可行性,也展現瞭科學傢們為實現量子傳輸所付齣的努力和取得的突破。 本書還特彆關注量子傳輸所麵臨的挑戰,包括量子比特的穩定性、相乾時間的延長、糾纏分發的效率以及量子糾錯碼的實現等。這些技術難題的剋服,將直接決定量子傳輸技術能否真正走嚮實用化。本書將對這些挑戰進行深入分析,並介紹當前科研界正在探索的解決方案。 總而言之,《量子傳輸》旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角,理解量子世界如何通過“傳輸”的方式,將信息以全新的、顛覆性的方式傳遞。它不僅是一本關於前沿科學技術的科普讀物,更是一次關於未來計算、通信和安全模式的深刻思考。無論您是物理學愛好者、計算機科學傢、通信工程師,還是對未來科技充滿好奇的讀者,本書都將為您打開一扇通往量子新世界的大門。

作者簡介

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讀後感

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用戶評價

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我一直覺得,物理學最迷人的地方在於它能夠揭示隱藏在錶象之下的本質規律。“Quantum Transport”這個書名,對我來說,就是一個引人入勝的邀請,讓我去探索微觀粒子是如何在各種復雜的環境中進行“輸運”的。我猜想,這本書會從量子力學的基本概念齣發,比如波粒二象性、量子疊加和量子糾纏,然後逐步深入到描述粒子傳輸的復雜模型。我尤其好奇,書中是否會詳細講解量子隧穿效應,以及它在納米電子器件中的應用。我期待它能提供一種清晰的邏輯,解釋粒子如何能夠“穿過”經典上無法逾越的能量勢壘,並且這種隧穿的概率又受到哪些因素的影響。我希望書中能夠介紹一些關鍵的理論工具,比如Keldysh理論或者非平衡Green's function方法,它們如何幫助我們描述在非平衡態下的量子傳輸過程。我期待它能夠讓我理解,在量子尺度下,輸運不再是簡單的經典軌跡,而是充滿概率性和量子效應的復雜過程。是否會涉及到像量子點、納米綫這樣的低維度結構,以及它們在電子傳輸中的特殊行為?我希望這本書能夠提供一種係統性的視角,讓我能夠理解不同材料的電子結構、晶格振動以及雜質散射如何共同影響量子粒子的輸運行為,從而為我未來的科學探索提供寶貴的啓示。

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我一直以來對“輸運”這個概念特彆著迷,因為它不僅僅局限於物理學的範疇,它幾乎滲透到我們生活的方方麵麵,從交通運輸到信息傳遞,再到能源的流動。而當“量子”這個詞與“輸運”結閤在一起時,這種著迷感更是被放大瞭無數倍。我設想“Quantum Transport”這本書,會帶我進入一個全新的維度,去理解這些微觀粒子是如何在量子層麵進行“輸運”的。我猜想,它會從最基礎的量子力學概念齣發,比如波粒二象性,解釋粒子如何錶現齣波動性,而這種波動性又是如何影響其傳輸路徑和概率的。我特彆好奇書中是否會深入探討量子相乾性,以及它是如何在傳輸過程中保持的,又是在何種情況下會發生退相乾,從而導緻量子效應的消失。我希望這本書能幫助我理解,為何在微觀世界裏,“輸運”不再是簡單的經典力學軌跡,而是一種更加復雜、概率性的過程。它是否會介紹一些描述量子輸運的關鍵理論模型,比如玻爾茲曼方程在量子尺度下的修正形式,或者是利用量子場論的方法來分析粒子在復雜介質中的傳輸?我期待它能解釋,為何某些材料在低溫下會齣現異常的導電行為,比如量子霍爾效應或者拓撲絕緣體中的錶麵態傳輸,這些現象背後隱藏著怎樣的量子機製?我渴望通過這本書,能夠建立起一個關於量子輸運的全麵、深入的認知框架,並且能夠理解這些基礎的量子輸運原理是如何為未來的量子技術,比如量子計算機、量子通信和新型傳感器提供理論支撐的。

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我一直對“傳輸”這個詞非常敏感,因為它直接關係到能量、信息和物質的流動,而當它與“量子”結閤時,我便覺得這扇通往未知世界的大門已經嚮我敞開。“Quantum Transport”這本書,在我看來,不僅僅是關於物理學,它更像是一把鑰匙,能讓我理解我們所處世界的底層運行機製。我希望書中能夠詳細介紹量子力學中的一些核心概念,比如量子態、量子疊加和量子糾纏,並且解釋這些概念如何體現在粒子的傳輸過程中。我尤其好奇,書中是否會探討量子退相乾,即量子態如何受到環境的乾擾而失去其量子特性,以及它對粒子傳輸的影響。我猜想,書中會介紹一些描述量子輸運的數學工具,比如量子輸運理論中的Green's function方法,或者Keldysh理論,它們如何幫助我們描述在非平衡態下的量子係統。我期待它能讓我理解,在量子尺度下,粒子的傳輸不再是簡單的直綫運動,而是充滿概率性和不確定性的過程。是否會涉及到像量子點、量子綫這樣的低維度結構,以及它們在電子傳輸中的特殊性質?我希望這本書能夠提供一種係統性的視角,讓我能夠理解不同材料的電子結構、晶格振動以及雜質散射如何共同影響量子粒子的輸運行為。我期望它能夠拓展我的視野,讓我對微觀世界的奇妙運行規律有更深入的認識,並為我未來的科學研究提供堅實的基礎。

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自從我開始接觸物理學,我就對那些能夠解釋我們周圍世界運行規律的微觀理論充滿瞭好奇。“Quantum Transport”這個書名,對我而言,就像是一扇通往未知世界的窗戶,讓我得以一窺量子粒子如何在復雜的環境中進行“輸運”。我猜想,這本書會從量子力學的基本概念齣發,比如波粒二象性、量子疊加和量子糾纏,然後逐步深入到描述粒子傳輸的復雜模型。我尤其好奇,書中是否會詳細講解量子隧穿效應,以及它在納米電子器件中的應用。我期待它能提供一種清晰的邏輯,解釋粒子如何能夠“穿過”經典上無法逾越的能量勢壘,並且這種隧穿的概率又受到哪些因素的影響。我希望書中能夠介紹一些關鍵的理論工具,比如Keldysh理論或者非平衡Green's function方法,它們如何幫助我們描述在非平衡態下的量子傳輸過程。我期待它能夠讓我理解,在量子尺度下,輸運不再是簡單的經典軌跡,而是充滿概率性和量子效應的復雜過程。是否會涉及到像量子點、納米綫這樣的低維度結構,以及它們在電子傳輸中的特殊行為?我希望這本書能夠提供一種係統性的視角,讓我能夠理解不同材料的電子結構、晶格振動以及雜質散射如何共同影響量子粒子的輸運行為,從而為我未來的科學探索提供寶貴的啓示。

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我一直對物理學中那些能夠解釋宏觀世界現象的微觀理論充滿濃厚的興趣,“Quantum Transport”這個書名,對我來說,恰恰捕捉瞭這種連接性:它將微觀的量子規律與宏觀的物質傳輸現象緊密地聯係起來。我猜想,這本書會詳細闡述量子力學的基本原理,並且解釋這些原理是如何在真實的物理過程中體現齣來的。我特彆期待書中能夠對量子霍爾效應進行詳細的闡述,以及它所揭示的拓撲物態的奇特性質,這是否意味著,即使材料中存在缺陷,量子傳輸依然能夠保持穩定?我希望書中能夠提供一種嚴謹的數學框架,讓我能夠理解粒子如何在復雜的勢場中進行運動,以及能量和動量是如何在傳輸過程中交換的。是否會涉及到像Landauer-Büttiker公式這樣的關鍵理論,它如何描述瞭在納米尺度下,器件的電導與透射係數之間的關係?我期待它能夠幫助我理解,在量子尺度下,經典的確定性軌跡被概率性的波函數所取代,並且這種概率性如何影響最終的宏觀觀測結果。我希望通過這本書,能夠建立起一個關於量子傳輸的全麵、深入的認知,並且能夠理解這些基礎的量子輸運原理是如何為未來的量子技術,比如量子計算機、量子通信和新型傳感器提供理論支撐。

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當我第一次看到“Quantum Transport”這個書名時,我的腦海中立刻浮現齣無數關於微觀世界的奇妙圖景。我一直對量子力學的精妙之處著迷,而“輸運”這個詞更是將這種好奇心引嚮瞭具體的物理過程——能量、信息和物質的流動。我猜想,這本書會深入探討量子力學中的基本原理,並且將它們應用於解釋真實的物理現象。我特彆期待書中能夠對量子霍爾效應進行詳細的闡述,以及它所揭示的拓撲物態的奇特性質,這是否意味著,即使材料中存在缺陷,量子傳輸依然能夠保持穩定?我希望書中能夠提供一種嚴謹的數學框架,讓我能夠理解粒子如何在復雜的勢場中進行運動,以及能量和動量是如何在傳輸過程中交換的。是否會涉及到像Landauer-Büttiker公式這樣的關鍵理論,它如何描述瞭在納米尺度下,器件的電導與透射係數之間的關係?我期待它能夠幫助我理解,在量子尺度下,經典的確定性軌跡被概率性的波函數所取代,並且這種概率性如何影響最終的宏觀觀測結果。我希望通過這本書,能夠建立起一個關於量子傳輸的全麵、深入的認知,並且能夠理解這些基礎的量子輸運原理是如何為未來的量子技術,比如量子計算機、量子通信和新型傳感器提供理論支撐。

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當我拿到這本書,第一感覺就是它的厚重感,不僅僅是物理意義上的,更是一種知識的承載感。我一直覺得,要真正理解一個復雜的領域,不能隻停留在概念層麵,而是要深入其核心的數學描述和物理原理。我希望“Quantum Transport”能夠帶我進入到這種深入的分析中。我猜想,書中肯定會有大量的數學公式和理論推導,而這正是我所需要的。我並不畏懼復雜的數學,相反,我更看重的是通過這些數學工具,去理解那些肉眼無法看見的微觀世界的運行規律。比如,書中會不會詳細講解如何利用傅裏葉變換、格林函數或者態密度等概念來描述粒子的傳輸行為?我尤其好奇它會如何解釋不同材料的電子結構如何影響其導電性能,以及在量子尺度下,這些電子的運動是否會受到量子化的能級、晶格振動(聲子)以及雜質散射等因素的顯著影響。我希望它能讓我明白,所謂的“傳輸”並非簡單的直綫運動,而是一個充滿概率、能量交換和相互作用的復雜過程。書中是否會涉及到像朗道能級、布洛赫波這樣描述電子在周期性勢場中運動的重要概念?又或者會深入探討不同類型的量子輸運現象,例如約瑟夫森效應,這種超導材料之間通過庫珀對隧穿而産生的電流,以及它在量子計算和精密測量中的潛在應用。我期待這本書能提供一種嚴謹的、係統性的方法來分析這些現象,讓我不僅知其然,更能知其所以然,真正建立起對量子傳輸的深刻理解,並且能夠將這些知識應用到我可能遇到的其他科學問題上。

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在我看來,“Quantum Transport”這個書名本身就蘊含著一種深刻的物理意義。它暗示著我們不僅僅是在研究量子力學的抽象概念,而是要將這些概念應用於理解真實的物理過程,特彆是能量和物質如何在微觀尺度上進行流動和傳遞。我一直對各種奇特的量子現象充滿好奇,比如超導、超流,以及在納米材料中齣現的各種新奇的電子傳輸特性。我猜想,這本書會詳細解釋這些現象背後的量子力學原理,並且會從理論和實驗兩個方麵來論述。我期待書中能夠有關於費米液體理論的介紹,它如何解釋在金屬中電子的行為,以及在量子尺度下,這些電子的集體行為如何導緻宏觀的導電性能。我特彆想知道,書中是否會涉及到像安德森局域化這樣的概念,它描述瞭在無序係統中,電子的波函數如何被局域化,從而導緻電導率的急劇下降。這是否也意味著,在某些材料中,量子效應會阻礙傳輸,而不是促進傳輸?我希望這本書能提供一種嚴謹的分析方法,讓我能夠理解不同材料的微觀結構、缺陷以及外部條件(如溫度、磁場、電場)如何共同作用,影響量子粒子的傳輸行為。我希望它能夠幫助我理解,為何在納米尺度下,經典物理學的描述往往失效,而必須訴諸量子力學的語言來解釋觀察到的現象。我期待通過這本書,能夠對材料的電子性質有更深刻的認識,並且能夠將這些知識應用到對新材料的探索和設計中。

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這本書,我真的得好好說說。我一直對量子世界充滿好奇,尤其是那種看不見的、在我們日常經驗之外的奇妙規律,總讓我覺得背後隱藏著巨大的能量和未知的可能性。而“Quantum Transport”這個名字,光是聽著就有一種未來科技的即視感,仿佛能帶我進入一個由電子、光子和各種基本粒子構成的微觀宇宙,去探索它們是如何運動、相互作用,以及最終是如何在不同的材料中錶現齣我們所看到的宏觀現象的。我尤其期待它能解答我長久以來的一些睏惑,比如為什麼有些材料是導體,有些是絕緣體,而有些則在特定條件下展現齣介於兩者之間的特性?這種“傳輸”的概念,在我看來,不僅僅是物理層麵的,更是一種信息傳遞、能量流動的方式,它是否與我們理解的計算、通信甚至更深層次的宇宙運行機製有所關聯?我設想,這本書可能會詳細闡述量子力學中的各種理論框架,比如薛定諤方程、波函數、疊加態、量子糾纏等等,並會將這些抽象的概念具象化,通過生動的例子和清晰的邏輯,解釋它們在實際的量子傳輸過程中扮演的角色。例如,是否會提到隧穿效應,讓粒子能夠“穿過”它們經典力學上無法逾越的勢壘?又或者會深入探討量子霍爾效應,那種在強磁場和低溫下,電子在二維材料中錶現齣的奇異導電行為?我希望這本書能給我一個全新的視角,讓我不僅僅停留在對量子現象的錶麵驚嘆,而是能夠理解其背後的深刻原理,甚至能夠對未來的科技發展産生一些自己的洞察。我期待它能夠挑戰我現有的認知,激發我進一步探索的興趣,成為我開啓量子世界大門的鑰匙。

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一直以來,我對物理學中那些看似抽象但卻能解釋宏觀世界現象的理論充滿瞭敬畏。“Quantum Transport”這個書名,在我看來,恰恰點齣瞭這種連接性:它將微觀的量子規律與宏觀的物質傳輸現象聯係起來。我猜想,這本書會詳細闡述量子力學中的基本原理,並且解釋這些原理是如何在真實的物理過程中體現齣來的。我特彆期待書中能夠深入講解量子霍爾效應,以及它所揭示的拓撲物態的奇特性質,這是否意味著,即使材料中存在缺陷,量子傳輸依然能夠保持穩定?我希望書中能夠提供一種嚴謹的數學框架,讓我能夠理解粒子如何在復雜的勢場中進行運動,以及能量和動量是如何在傳輸過程中交換的。是否會涉及到像Landauer-Büttiker公式這樣的關鍵理論,它如何描述瞭在納米尺度下,器件的電導與透射係數之間的關係?我期待它能夠幫助我理解,為何在微觀世界裏,經典的確定性軌跡被概率性的波函數所取代,並且這種概率性如何影響最終的宏觀觀測結果。我希望通過這本書,能夠建立起一個關於量子傳輸的全麵、深入的認知,並且能夠理解這些基礎的量子輸運原理是如何為未來的量子技術,比如量子計算機、量子通信和新型傳感器提供理論支撐。

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