具体描述
《21世纪高等院校教材•创新化学实验》由32个实验项目及附录组成，全书实验项目都是由编者近两年主持完成的国家自然科学基金、“863计划”、“973计划”等国家级科研项目成果凝练而成的。《21世纪高等院校教材•创新化学实验》内容涵盖无机化合物、有机化合物、高分子化合物的合成，新型功能材料的制备，以及这些化合物和材料的表征及其性能研究。《21世纪高等院校教材•创新化学实验》附录列出各实验中的有害化学物质，以引起学生的注意，提高学生的环保和安全意识，起到保护环境、保护学生安全和健康的作用。
《21世纪高等院校教材•创新化学实验》可作为高等院校化学、化工、材料化学等专业实验教学的教材，也可供其他化学工作者特别是科研人员参考使用。
《量子纠缠与信息传输》 作者： 李明 教授 出版社： 科学前沿出版社 装帧： 精装，插图丰富 定价： 128.00 元 ISBN： 978-7-5668-0123-4 --- 内容简介 本书深入探讨了量子力学领域最引人入胜、也最具颠覆性的现象之一——量子纠缠，并系统阐述了其在信息传输和计算领域中的前沿应用。这不是一本面向初学者的科普读物，而是为物理学、信息科学及相关工程技术领域的专业研究人员、高年级本科生和研究生量身打造的深度学术专著。 全书共分为七个核心章节，结构严谨，逻辑递进，从理论基础的夯实到尖端技术的剖析，力求构建一个全面且深入的知识体系。 第一章：纠缠态的理论基石与数学描述 本章从量子力学的基本公设出发，回顾了希尔伯特空间、量子态的张量积表示法。重点剖析了可分离态与纠缠态的判据，特别是引入了冯·诺依依曼熵（Von Neumann Entropy）作为衡量纠缠度量的标准。详细推导了贝尔不等式的数学形式及其在实验中对定域实在论的否定意义。我们不仅讨论了二体系统，还扩展到多体纠缠态，如GHZ态和W态的特性，并运用密度矩阵理论对混合态中的纠缠进行了精确刻画。本章内容严谨，涉及大量的线性代数和算符理论，为后续章节的理解奠定坚实的理论基础。 第二章：纠缠的生成、操控与度量 本章关注实验物理层面，探讨了如何在实验室环境中有效地制备和维持量子纠缠。内容涵盖了基于光子、原子、超导电路等不同物理系统的纠缠源。详细介绍了自发参量下转换（SPDC）、光泵浦激光器等核心技术。在操控方面，深入分析了利用激光脉冲、微波场对量子比特（Qubit）进行精确控制的序列设计，包括门操作的保真度（Fidelity）评估。此外，对纠缠度量的非破坏性方法（如投影测量）和破坏性方法进行了比较分析，强调了当前实验中面临的去相干（Decoherence）挑战及应对策略。 第三章：量子隐形传态（Quantum Teleportation）的原理与实践 量子隐形传态是利用纠缠实现信息传输的标志性技术。本章详述了其背后的物理机制：利用一个预先共享的纠缠对，将未知量子态的信息从一处无损地传输到另一处，而非物质本身的传输。章节详细分解了三个关键步骤：贝尔基测量、经典信息反馈和酉变换操作。我们特别关注了远距离光纤传输中的损耗与退相干问题，并梳理了地面站与卫星间的量子隐形传态实验进展，分析了克服大气湍流和光纤色散的技术瓶颈。 第四章：量子密钥分发（QKD）与安全通信 本章聚焦于纠缠在信息安全领域的应用，特别是基于纠缠的BB84协议和EPR协议的安全优势。重点分析了如何利用纠缠的不可克隆定理（No-Cloning Theorem）来保证密钥分发的绝对安全性。深入探讨了设备无关（Device-Independent）量子密码学的概念，即在不对设备内部结构做任何信任假设的情况下保证安全性的理论框架。本章通过具体的数学模型，对比了不同QKD协议的密钥率和最大传输距离，并讨论了面对“窃听者”攻击时，系统如何进行实时检测和误差修正。 第五章：量子网络与纠缠交换 构建全球化的量子互联网是信息科学的终极目标之一。本章探讨了实现这一目标所必需的中间技术——纠缠交换（Entanglement Swapping）。该技术允许两个原本未发生相互作用的量子比特之间建立纠缠。通过详尽的图论和网络拓扑分析，展示了如何利用“纠缠中继器”来扩展纠缠分发的距离。同时，讨论了量子存储器（Quantum Memory）在维持纠缠状态中的关键作用，以及当前不同技术路线（如冷原子阵列、色心）在存储时间、读写速度上的性能差异。 第六章：纠缠在量子计算中的角色 量子计算的巨大潜力根植于量子叠加态和量子纠缠。本章深入阐述了纠缠如何成为量子门操作的必要资源。详细分析了量子逻辑门（如CNOT门、Toffoli门）的构造，并解释了多体纠缠如何驱动量子算法（如Shor算法和Grover算法）的指数级加速。此外，本章还探讨了量子纠错码（Quantum Error Correcting Codes）的设计原理，特别是表面码（Surface Codes）如何利用高维纠缠结构来抵抗噪声，这是实现容错量子计算的核心所在。 第七章：前沿探索与未来展望 本章将视角投向量子信息科学的最前沿。内容包括量子人工智能中纠缠的潜在应用，如量子神经网络的结构设计；高维量子系统（Qudits）的优势分析，即利用多于两个能级的系统来提升信息密度；以及对引力与量子信息交叉领域（如黑洞信息悖论中的纠缠视角）的初步探讨。本章旨在激发读者的研究兴趣，指出当前尚未解决的重大科学问题和工程挑战。 --- 目标读者 理论物理、量子信息科学、计算机科学（特别是量子计算方向）的在职研究人员。 攻读相关专业硕士及博士学位的研究生。 希望深入理解量子信息前沿技术的资深工程师和技术专家。 本书特色 本书的最大特色在于其理论的深度与实验前沿的结合。作者不仅提供了详尽的数学推导，还结合了近年来国际顶尖实验室的最新实验数据和技术路线图。全书语言精准、论证严密，避免了过度简化，力求为读者提供一个高标准的、可用于后续研究的理论框架。书中包含大量的图表、公式推导和案例分析，是深入研究量子纠缠及其应用不可或缺的工具书。
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