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出版者:Morgan Kaufmann

作者:Rajiv Ramaswami

出品人:

页数:928

译者:

出版时间:2009-7-16

价格:USD 89.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780123740922

丛书系列:

图书标签:

• textbook
• Optical
• Eng
• 光网络
• 光纤通信
• 网络技术
• 通信工程
• 光传输
• WDM
• DWDM
• 光交换
• 网络协议
• 光器件

好的，这是一份针对一本名为《Optical Networks》的图书，但不包含该主题内容的、详尽的图书简介。 --- 书名：《量子计算的哲学基石与前沿应用》 作者： [此处留空，或使用一个假定的学者姓名，例如：艾伦·图灵研究小组] 出版社： 科学前沿出版社 页数： 约 780 页（含索引与附录） 定价： ￥198.00 --- 图书简介：穿越计算的极限——量子实在、信息架构与人类认知的重塑 【核心定位】 本书并非专注于光通信、网络架构或传统电子学领域，而是深入探讨一个更宏大、更具颠覆性的领域：量子计算的理论基础、哲学蕴含及其在未来信息科学、材料学和生命科学中的实际部署潜力。 我们将视角从电信号的传输速率，转向了信息本身在自然界的基本构成单位——量子态——的内在属性与操作逻辑。 本书旨在为那些对超越经典计算范式、探索信息本体论极限的读者提供一个全面而深刻的路线图。它不仅面向计算机科学家、物理学家和数学家，同时也面向对人工智能的底层逻辑、意识的物理基础抱有好奇心的哲学和社会科学研究者。 【内容深度剖析】 全书共分为五大部分，系统地构建了从量子力学基础到高级量子算法设计的知识体系，并着重分析了其对社会结构可能带来的深远影响。 第一部分：量子力学的本体论重审（The Ontological Review of Quantum Mechanics） 本部分是全书的理论基石，着重于对那些被视为“常识”的物理学概念进行严格的哲学审视。我们不会简单重复标准的薛定谔方程推导，而是聚焦于对量子力学解释的争论。 纠缠与非定域性： 深入分析 EPR 佯谬的现代诠释，探讨贝尔不等式背后的信息传递限制，并对“量子隐形传态”的物理学意义进行了详尽的辨析，区分理论可行性与工程实践中的带宽限制。 测量问题与哥本哈根诠释的局限： 详细比较了多世界解释（MWI）、退相干理论（Decoherence）以及客观塌缩模型（Objective Collapse Theories）。我们特别关注测量行为如何定义了“经典信息”与“量子信息”之间的边界，以及这种边界对信息论的冲击。 时间箭头与信息流： 探讨热力学第二定律与量子演化之间的关系，审视量子计算是否能提供一种信息层面的“时间逆转”的可能性，即便是在局部操作层面。 第二部分：量子信息论与计算模型（Quantum Information Theory and Computational Models） 本部分将读者从纯物理概念带入信息处理的框架，定义了量子信息的基本单位——量子比特（Qubit）的独特性质。 量子比特的编码与容量： 剖析了量子态的希尔伯特空间表示，并对比了经典比特与量子比特在信息存储效率上的差异。重点讨论了“不可克隆定理”（No-Cloning Theorem）对信息安全和复制的根本性限制。 通用量子计算模型： 详细介绍并对比了电路模型（Circuit Model）、绝热量子计算（Adiabatic Quantum Computing）和测量驱动计算（Measurement-Based Quantum Computing, MBQC）。我们对 MBQC 进行了深入的案例分析，强调其与经典网络架构的根本区别——信息流依赖于测量顺序而非预设连线。 量子复杂度理论： 区分 BQP（有界误差的量子多项式时间）与 P、NP 等经典复杂度类。我们将阐述为什么 Shor 算法和 Grover 算法的加速是基于对特定数学结构的利用，而非全能性的加速。 第三部分：前沿量子算法的数学结构（The Mathematical Structure of Advanced Quantum Algorithms） 这一部分专注于核心算法的内部结构，着重于它们在数学几何上的实现，而非仅仅是操作步骤的罗列。 傅里叶变换与相位估计： 详细推导了量子傅里叶变换（QFT）在周期确定中的关键作用，并将其与经典 FFT 进行严格的复杂度对比。 变分量子本征求解器（VQE）的局限性： 探讨 VQE 在当前“嘈杂中等规模量子”（NISQ）设备上的应用，并分析其对优化器选择和退相干敏感度的依赖性。 量子模拟（Quantum Simulation）： 聚焦于如何使用可控的量子系统来模拟难以处理的物理系统（如强关联电子系统）。本章将详细介绍 Trotter-Suzuki 分解法和更先进的模拟技术，以及它们在材料设计中的潜力。 第四部分：量子硬件的物理实现与工程挑战（Physical Implementations and Engineering Hurdles） 本书的这一部分批判性地评估了当前主流的物理实现路径，避免对任何单一技术路径抱有过度的乐观态度。 超导量子比特的能级控制： 分析 Transmon 和 Flux Qubit 的设计哲学，重点讨论了串扰（Crosstalk）问题和维持长相干时间（Coherence Time）所需要的极端低温环境的工程代价。 离子阱与拓扑量子计算： 详细阐述了利用激光冷却和电磁场捕获离子的技术，并对比了其在连通性和保真度上的优势。同时，我们将对拓扑量子计算（如 Majorana 费米子）进行介绍，强调其“内在抗错性”的理论吸引力与其极难实现的现实之间的张力。 错误修正码与容错计算（Fault Tolerance）： 解释了表面码（Surface Codes）等主要的量子错误修正方案，并计算了实现逻辑量子比特所需的物理量子比特的庞大开销，揭示了通往通用容错量子计算机所面临的“规模鸿沟”。 第五部分：量子信息的社会、安全与认知影响（Societal, Security, and Cognitive Ramifications） 本书的收尾部分将讨论计算范式的转变对人类社会结构可能产生的非技术性影响。 后量子密码学（PQC）的范式转移： 详尽分析了格基密码（Lattice-based Cryptography）、哈希函数签名等抵抗 Shor 算法的替代方案，并评估了 PQC 迁移过程中的全球安全风险。 量子智能与意识的边界： 探讨“量子意识假说”的有效性，并批判性地分析了将量子计算能力等同于人类认知的简化模型。重点分析了量子随机性对传统人工智能（AI）中伪随机数生成的颠覆性影响。 信息主权与计算资源分配： 讨论了在量子时代，谁控制了计算能力，谁就可能掌握了未来的科学、军事和经济优势，从而引出了关于计算资源全球公平分配的伦理学议题。 【读者对象】 高等院校物理学、计算机科学、电子工程及应用数学专业的高年级本科生及研究生。 对信息科学的底层原理和未来趋势感兴趣的科研人员。 关注科技前沿对社会、经济和安全影响的政策制定者和行业思想领袖。 本书以其严谨的数学推导、深刻的哲学反思和对工程实践的清醒认知，为读者提供了一个全面、批判性且极具前瞻性的量子计算领域全景图。 ---

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这本《Optical Networks》简直是我近期阅读过的最令我头疼的书籍了。开篇就洋溢着一股浓厚的学术气息，仿佛置身于一个密不透风的理论迷宫。作者似乎深谙各种晦涩难懂的术语，并且毫无保留地将它们倾泻而出，从光纤的基模理论到波长分割复用（WDM）的各种复杂变体，再到各种光网络的架构模型，比如NG-PON2、RSVP-TE等等，简直让人眼花缭乱。我试图理解其中关于光信号传输的数学模型，那些偏导数和积分符号如同天书般横亘在眼前，每一次尝试深入都感觉自己掉进了一个无底洞。即使是关于光开关和路由机制的介绍，也充斥着各种复杂的算法和协议，比如GMPLS，我努力地去描绘出其中的逻辑流程，但总感觉隔着一层纱，无法完全把握其精髓。更不用说那些关于网络性能评估的章节，涉及到的指标和分析方法，比如吞吐量、延迟、抖动、误码率，以及各种拥塞控制策略，都要求极高的专业背景知识。我感觉这本书更像是一部为资深光网络工程师量身打造的参考手册，而非一本能够引导入门者轻松理解相关概念的读物。每一次翻开，都让我对自己在这领域的认知产生深深的怀疑。

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我不得不说，《Optical Networks》这本书的编写风格，就像是一个知识渊博但语速极快的老教授，在你还未完全消化他前一句所讲的内容时，就已经迫不及待地抛出了下一句更深奥的论断。书中对光网络的物理层技术，例如激光器类型、探测器原理、光纤损耗机制，如瑞利散射、吸收损耗等，都进行了细致的阐述，仿佛要将每一个光子在光纤中传播的每一个细节都呈现在读者眼前。我试图理解光放大器的原理，比如EDFA和拉曼放大器，但那些关于增益、噪声系数、饱和光功率的参数，以及它们如何影响信号质量，让我感觉自己正站在一个巨大的技术坐标系中，每一个轴都代表着一个我需要深入研究的方向。书中对光网络的可靠性和容错机制的探讨，也充满了各种复杂的冗余设计和保护倒换机制，比如1+1保护、SNCP等，这些概念的描述让我感觉自己像是在解一个错综复杂的数学谜题。我不得不承认，这本书的内容非常扎实，但对于我这样只想对光网络有一个大致了解的读者来说，它的深度和广度都超出了我的预期，每一次阅读都像是在进行一次艰苦的“知识马拉松”。

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这本《Optical Networks》给我的感觉就像是在体验一场跌宕起伏的过山车，时而让我惊叹于作者对光通信领域深刻的洞察，时而又把我抛入一片茫然的海洋。书中对光网络演进历史的梳理，从最初的SDH/SONET时代，一路穿越到当今的OTN和全光网络，脉络清晰，让我得以窥见技术发展的宏大图景。尤其是在讲解下一代PON技术，比如100G PON和更高级别的技术时，作者以一种近乎预测性的笔触，描绘了光网络未来发展的无限可能。我特别欣赏其中关于网络切片和NFV（网络功能虚拟化）在光网络中的应用分析，这些前沿的概念被赋予了现实的意义，不再是空中楼阁。但与此同时，书中某些章节对特定协议的深入剖析，例如DWDM系统中涉及到的各种调制格式和编码技术，如NRZ、PAM4、DPSK等，以及它们对传输效率和成本的影响，让我感觉又回到了最初的理论学习阶段，需要花费大量时间去消化和理解。书中的图表和公式，虽然力求严谨，但对我这个非专业背景的读者来说，理解起来确实是个不小的挑战。不过，整体而言，它为我打开了一扇了解光网络世界的大门，尽管这扇门后面可能还需要我继续付出更多的努力去探索。

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这本《Optical Networks》着实让我看到了光网络领域庞大而精妙的体系。书中对不同类型光网络拓扑结构的分析，从星型、环型到网状，以及它们在实际应用中的优缺点，为我构建了一个直观的认识框架。尤其是在探讨城域网（MAN）和长途传输网（WAN）的特点时，作者以鲜活的案例来说明技术选择背后的考量，这让我感觉理论知识与实际应用之间有了一条清晰的连接线。书中关于光网络的管理和控制，例如网络管理系统（NMS）的功能，以及各种监控和故障诊断工具，也让我初步了解了支撑这些庞大网络的“大脑”和“神经系统”。我尝试去理解书中关于IP/MPLS与光网络的融合，以及ASON（Active/Smart Optical Network）的概念，这些内容将不同层次的网络技术巧妙地结合在一起，展现了现代通信网络的高度集成化。然而，当进入到关于IP over DWDM（IPoDWDM）和GMPLS（Generalized MPLS）的具体实现细节时，我还是感到了一点吃力。那些关于标签分发协议（LDP）和资源预留协议（RSVP）的描述，以及它们如何在光层实现流量工程和带宽预留，对我来说仍需要进一步的消化和理解。总的来说，这本书的内容非常丰富，覆盖了光网络的多个维度，但我感觉自己仍然只是站在了冰山一角。

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《Optical Networks》这本书，在我看来，更像是为那些已经在这个领域深耕多年的专业人士准备的一份“深度解析报告”。书中关于光网络安全性的章节，详细阐述了各种潜在的安全威胁，比如拒绝服务攻击、数据窃听等，以及相应的防御策略，这让我对光网络的安全性有了更全面的认识。作者对于光网络中的信令协议和控制面机制的讲解，比如BGP、OSPF等，与光层协议的结合，展现了现代通信网络是如何实现跨层协同的。我对书中关于光网络性能优化技术的探讨，如流量工程、拥塞控制算法、以及动态带宽分配等，印象深刻，这些技术对于提升网络的效率和用户体验至关重要。但随之而来的，是大量关于数学模型和仿真分析的内容，例如利用蒙特卡洛方法进行性能评估，或是对各种优化算法进行复杂度分析，这些部分对我来说，真的构成了一个不小的挑战。我努力去理解每一个公式的含义，每一个算法的逻辑，但最终总感觉自己掌握的只是皮毛。这本书的内容无疑是极其详实和专业的，对于想要深入了解光网络每一个细节的读者来说，它提供了一个宝贵的资源库。但对于我这样的普通读者，它更像是一本需要反复研读、并结合大量实践经验才能完全领悟的“武林秘籍”。

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