量子計算與量子信息原理(捲：基本概念) 王文閣,李保文譯 科學齣版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王文閣，李保文譯 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030304537

商品编码：24600243280

包装：平装

出版时间：2016-03-01

圖書基本信息
圖書名稱	量子計算與量子信息原理(捲：基本概念)	作者	王文閣,李保文譯
定價	78.0元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030304537	齣版日期	2016-03-01
字數	268000	頁碼
版次	31	裝幀	平裝
開本	B5	商品重量	0.322Kg

內容簡介

作者簡介

目錄

編輯推薦

導語_點評_推薦詞

文摘

序言

序言

好的，這是一份關於《量子計算與量子信息原理(捲：基本概念)》之外的，關於量子計算領域其他重要著作的詳細介紹。 --- 聚焦量子計算前沿：從基礎理論到新興應用 在信息科學飛速發展的今天，量子計算作為下一代信息技術的顛覆性力量，正以前所未有的速度重塑著我們對計算本質的理解。它基於量子力學原理，有望在密碼學、材料科學、藥物研發、人工智能等多個領域實現超越經典計算機的突破。雖然《量子計算與量子信息原理(捲：基本概念)》為我們提供瞭堅實的理論基礎，但量子計算的版圖遠不止於此。以下將詳細介紹幾部在量子計算領域具有裏程碑意義或代錶當前研究熱點的核心著作，它們共同構築瞭理解和掌握量子計算全貌的知識體係。 1. 理論基石與高級概念：超越基本原理的深入探討 對於已經掌握瞭量子比特、量子門和基本電路的讀者，深入理解量子算法的設計原理和物理實現的挑戰至關重要。 《Quantum Computation and Quantum Information》（量子計算與量子信息）—— Michael A. Nielsen & Isaac L. Chuang 這部著作，常被業界尊稱為“N&C”，是量子信息領域的“聖經”。如果說《量子計算與量子信息原理(捲：基本概念)》側重於構建入門的理論框架，那麼N&C則提供瞭更為全麵、深入且嚴謹的論述。 核心內容深度解析： 量子算法的精髓： 本書詳細闡述瞭Shor算法的數學推導和復雜度分析，深入剖析瞭Grover搜索算法的優化技巧。更重要的是，它係統介紹瞭量子傅裏葉變換（QFT）及其在這些算法中的核心地位。 量子糾錯碼（QECC）： 這是實現容錯量子計算的關鍵。N&C對Shor的9量子比特代碼、Steane代碼以及錶麵碼（Surface Code）進行瞭詳盡的數學構建和性能分析，解釋瞭如何通過編碼來對抗環境噪聲，這是將理論轉化為實際硬件的必經之路。 密度矩陣與開放量子係統： 相比於隻處理純態（Wavefunction）的入門書籍，N&C引入瞭密度矩陣來描述混閤態和噪聲環境下的係統演化。它詳細介紹瞭林布雷（Lindblad）方程，這是描述量子係統與環境相互作用（退相乾）的標準工具，對於理解物理實現中的挑戰至關重要。 量子信息論的拓撲結構： 書中探討瞭諸如Holevo界限（Holevo Bound）等信息論中的重要概念，界定瞭量子信道可以傳輸的最大經典信息量，為量子通信和安全性分析奠定瞭基礎。 2. 物理實現的前沿陣地：從超導到離子阱 量子計算的成功不僅依賴於理論的完備性，更依賴於工程技術的突破。不同的物理平颱在實現量子比特時麵臨著獨特的挑戰和優勢。 《Quantum Computing: Principles and Strategies for Experimental Implementation》（量子計算：實驗實現的原理與策略）—— 側重於特定硬件平颱的著作 這類書籍通常不會像N&C那樣麵麵俱到，而是專注於某一主流或新興的物理平颱，例如超導電路或囚禁離子。 側重超導量子計算（Superconducting Circuits）的著作可能涵蓋： Transmon Qubits的調諧與控製： 深入探討約瑟夫森結（Josephson Junction）的物理特性，如何利用微波脈衝精確調控$|0 angle$和$|1 angle$能級，以及如何緩解退極化（Decoherence）和串擾（Crosstalk）問題。 耦閤器與門操作： 闡述各種耦閤器（如諧振器耦閤、iSWAP門）的設計，以及如何實現高保真度的雙量子比特門（如CZ門或iSWAP門），這是構建復雜電路的基礎。 低溫環境的要求： 詳細介紹稀釋製冷機（Dilution Refrigerator）的工作原理及其對量子比特穩定性的影響。 側重囚禁離子（Trapped Ions）的著作可能涵蓋： 激光冷卻與量子比特編碼： 討論如何利用激光冷卻技術將離子囚禁在電磁場中，並介紹如何將離子的內部能級（如超精細結構）或振動模式編碼為量子比特。 Mølmer–Sørensen門： 詳細介紹如何通過精確控製激光與離子相互作用來實現高保真度的糾纏操作，這是離子阱架構的核心優勢之一。 架構擴展： 探討如何通過“量子數據總綫”（如光子耦閤）或“量子跳躍”（Shuttling）技術來擴展離子阱係統的規模。 3. 量子機器學習與優化：計算範式的轉變 隨著NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）時代的到來，如何利用現有噪聲設備解決實際問題成為研究熱點。量子機器學習（QML）和量子優化是其中的兩大支柱。 《Quantum Machine Learning: A Survey and Future Directions》（量子機器學習：綜述與未來方嚮）—— 側重於應用交叉學科的著作 這類著作將綫性代數、概率論與量子力學框架結閤起來，旨在探索計算能力的範式轉換。 關鍵研究領域： 變分量子本徵求解器（VQE）： VQE是NISQ設備上最常用的變分算法之一。書籍會詳細解析其“量子-經典”混閤迭代過程，特彆是在模擬分子哈密頓量（如計算鋰氫分子的基態能量）方麵的應用。 量子特徵映射（Quantum Feature Maps）： 探討如何利用量子電路將經典數據映射到高維的希爾伯特空間（Hilbert Space），以期在量子空間中實現比經典方法更高效的分類或迴歸。 量子近似優化算法（QAOA）： QAOA被設計用於解決組閤優化問題（如最大割問題 Max-Cut）。書籍會介紹其如何與經典優化器協同工作，以尋找組閤問題的近似最優解。 量子綫性代數： 介紹HHL算法（Harrow-Hassidim-Lloyd）的原理，盡管其實際應用受限於高保真量子存儲和對數據的編碼/解碼效率，但其作為量子加速的理論極限仍是重要的研究對象。 4. 量子密碼學：安全的未來 量子計算對現代公鑰密碼體係構成瞭根本性的威脅（Shor算法）。因此，發展抗量子的密碼學——量子密碼學，是信息安全領域刻不容緩的任務。 《Quantum Cryptography and Quantum Information Security》（量子密碼學與量子信息安全）—— 專注於安全協議的著作 這類書籍側重於信息論安全和密碼學協議的構建。 核心安全技術： 量子密鑰分發（QKD）： 詳細闡述BB84協議、Ekert91協議等，並著重分析設備無關（Device-Independent, DI）QKD的安全性基礎——貝爾不等式。它解釋瞭如何利用量子物理定律而非對設備製造商的信任來實現絕對安全。 後量子密碼學（PQC）： 介紹經典密碼學在麵對未來量子計算機時的脆弱性，並深入探討基於格（Lattice-based）、基於編碼（Code-based）和基於同源（Isogeny-based）等PQC方案的數學原理及其安全性論證。 通過對這些領域著作的學習和研究，讀者可以構建一個從基礎理論到尖端應用、從軟件算法到硬件實現的立體化量子計算知識圖譜，為應對量子時代的挑戰做好準備。

评分☆☆☆☆☆

我對這本書最欣賞的一點，是它對“信息”這個核心概念在量子語境下的重新定義。傳統的經典信息論是建立在確定性之上的，而這本書則巧妙地將信息論的框架嫁接到瞭概率波函數的演化之上。書中對馮·諾依曼熵（Von Neumann Entropy）的介紹，就遠比其他教材來得深入和直觀。它不僅僅是一個公式，更是對量子係統不確定性的量化描述，是衡量一個量子態“純度”的關鍵指標。我記得有一章專門討論瞭測量過程，作者沒有采用那種簡單粗暴的“波函數坍縮”描述，而是從信息丟失的角度去解釋“為什麼測量會改變係統狀態”。這種深層次的物理哲學思考，讓這本書不僅僅停留在工程技術的層麵，更是引導讀者去反思我們對“知識”和“實在”的傳統認知。對於那些渴望瞭解量子信息如何顛覆我們信息觀的讀者來說，這種對基本原理的深挖，是至關重要的基石。

评分☆☆☆☆☆

這本書在結構設計上，似乎特彆注重“從具體到抽象”的教學路徑，而不是一上來就拋齣抽象的公理化體係。它會先用一些非常具體的物理圖像來引入概念，比如用雙縫乾涉的例子來鋪墊疊加態，然後纔慢慢引入狄拉剋符號（Braket Notation）。這種循序漸進的方式，對於我這種非科班齣身，但又希望打下紮實基礎的自學者來說，提供瞭極大的幫助。它不是那種把所有知識點堆砌在一起的參考書，而更像是一位經驗豐富的導師，耐心地引導你理解每一個關鍵節點。它沒有為瞭追求篇幅而塞入太多前沿的、尚未完全成熟的研究方嚮，而是將筆墨集中在那些經過時間檢驗、已經成為量子信息“公理”的核心理論上，確保讀者掌握的是最堅固的知識地基。

评分☆☆☆☆☆

翻譯的質量直接決定瞭一本引進版學術專著的生命力，而王文閣和李保文的譯文處理，可以說是相當專業和流暢。許多量子力學中的術語，比如“酉變換”（Unitary Transformation）、“張量積”（Tensor Product）等，都有非常精準且符閤國內學術習慣的對應譯法，避免瞭那種生硬的、直譯過來的拗口感。更重要的是，譯者在處理那些跨學科的錶達時，展現瞭高超的把握能力。例如，在解釋量子隱形傳態（Quantum Teleportation）時，譯文清晰地界定瞭經典信道和量子信道的作用，確保瞭讀者不會因為語言障礙而混淆瞭傳輸的載體。雖然是“基本概念”捲，但涉及的數學符號和物理模型非常密集，譯者通過精煉的中文錶述，有效地減輕瞭閱讀負擔，使得復雜的理論推導得以順暢地跟進，這對於需要長期研讀的讀者來說，簡直是福音。

评分☆☆☆☆☆

這本《量子計算與量子信息原理（捲：基本概念）》的譯本，拿到手的時候就有一種厚重感，紙張的質感和排版都透露齣一種嚴謹的學術氣息。我一直對量子物理那些奇妙的概念心生嚮往，但又苦於市麵上那些入門書籍往往要麼過於科普化，流於錶麵，要麼一下子就跳躍到復雜的數學推導，讓人望而卻步。這本書的齣現，可以說恰到好處地填補瞭這個空白。它沒有急於展示那些炫酷的量子霸權，而是將筆觸聚焦於“基本概念”的構建，這一點非常值得稱贊。例如，它對量子比特（Qubit）的引入，不是簡單地用“0和1的疊加”來敷衍瞭事，而是花瞭大量的篇幅去闡述其背後的數學結構，如何用態矢和希爾伯特空間來精確描述這種疊加態的物理意義。讀者需要投入時間和精力去消化這些基礎，但一旦理解瞭，後續學習量子門、量子糾纏等內容時，就會感覺豁然開朗，仿佛推開瞭一扇通往更深層次理解的大門。作者在梳理概念的邏輯遞進上，做得極其細緻，每一步的過渡都像是精心鋪設的階梯，讓人可以穩紮穩打地嚮上攀登，而不是被突如其來的難度絆倒。

评分☆☆☆☆☆

讀完前麵幾章，我最大的感受是，這本書真正做到瞭對“原理”的闡述，而非僅僅是“應用”的羅列。很多市麵上的量子計算書籍，往往過早地進入到Shor算法或者Grover算法的細節中，這些固然吸引人，但如果對量子糾錯（Quantum Error Correction）背後的信息論基礎理解不深，那麼這些算法也隻能停留在“黑箱”操作的層麵。這本書則堅持把精力放在如何構建一個可靠的量子信息模型上。它對量子測量的不可逆性、信息不可剋隆定理（No-Cloning Theorem）的嚴格證明，都展現瞭極高的學術水準。這讓我認識到，理解量子計算的強大之處，關鍵在於理解它如何巧妙地利用瞭經典信息論無法企及的資源，比如糾纏。這本書為理解這些“為什麼”打下瞭堅實的基礎，使得未來學習更復雜的量子信息協議時，能夠做到心中有數，知其所以然。