量子计算与量子信息原理(卷：基本概念) 王文阁,李保文译 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王文阁，李保文译 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

图书基本信息
图书名称	量子计算与量子信息原理(卷：基本概念)	作者	王文阁,李保文译
定价	78.0元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030304537	出版日期	2016-03-01
字数	268000	页码
版次	31	装帧	平装
开本	B5	商品重量	0.322Kg

内容简介

作者简介

目录

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导语_点评_推荐词

文摘

序言

序言

好的，这是一份关于《量子计算与量子信息原理(卷：基本概念)》之外的，关于量子计算领域其他重要著作的详细介绍。 --- 聚焦量子计算前沿：从基础理论到新兴应用 在信息科学飞速发展的今天，量子计算作为下一代信息技术的颠覆性力量，正以前所未有的速度重塑着我们对计算本质的理解。它基于量子力学原理，有望在密码学、材料科学、药物研发、人工智能等多个领域实现超越经典计算机的突破。虽然《量子计算与量子信息原理(卷：基本概念)》为我们提供了坚实的理论基础，但量子计算的版图远不止于此。以下将详细介绍几部在量子计算领域具有里程碑意义或代表当前研究热点的核心著作，它们共同构筑了理解和掌握量子计算全貌的知识体系。 1. 理论基石与高级概念：超越基本原理的深入探讨 对于已经掌握了量子比特、量子门和基本电路的读者，深入理解量子算法的设计原理和物理实现的挑战至关重要。 《Quantum Computation and Quantum Information》（量子计算与量子信息）—— Michael A. Nielsen & Isaac L. Chuang 这部著作，常被业界尊称为“N&C”，是量子信息领域的“圣经”。如果说《量子计算与量子信息原理(卷：基本概念)》侧重于构建入门的理论框架，那么N&C则提供了更为全面、深入且严谨的论述。 核心内容深度解析： 量子算法的精髓： 本书详细阐述了Shor算法的数学推导和复杂度分析，深入剖析了Grover搜索算法的优化技巧。更重要的是，它系统介绍了量子傅里叶变换（QFT）及其在这些算法中的核心地位。 量子纠错码（QECC）： 这是实现容错量子计算的关键。N&C对Shor的9量子比特代码、Steane代码以及表面码（Surface Code）进行了详尽的数学构建和性能分析，解释了如何通过编码来对抗环境噪声，这是将理论转化为实际硬件的必经之路。 密度矩阵与开放量子系统： 相比于只处理纯态（Wavefunction）的入门书籍，N&C引入了密度矩阵来描述混合态和噪声环境下的系统演化。它详细介绍了林布雷（Lindblad）方程，这是描述量子系统与环境相互作用（退相干）的标准工具，对于理解物理实现中的挑战至关重要。 量子信息论的拓扑结构： 书中探讨了诸如Holevo界限（Holevo Bound）等信息论中的重要概念，界定了量子信道可以传输的最大经典信息量，为量子通信和安全性分析奠定了基础。 2. 物理实现的前沿阵地：从超导到离子阱 量子计算的成功不仅依赖于理论的完备性，更依赖于工程技术的突破。不同的物理平台在实现量子比特时面临着独特的挑战和优势。 《Quantum Computing: Principles and Strategies for Experimental Implementation》（量子计算：实验实现的原理与策略）—— 侧重于特定硬件平台的著作 这类书籍通常不会像N&C那样面面俱到，而是专注于某一主流或新兴的物理平台，例如超导电路或囚禁离子。 侧重超导量子计算（Superconducting Circuits）的著作可能涵盖： Transmon Qubits的调谐与控制： 深入探讨约瑟夫森结（Josephson Junction）的物理特性，如何利用微波脉冲精确调控$|0 angle$和$|1 angle$能级，以及如何缓解退极化（Decoherence）和串扰（Crosstalk）问题。 耦合器与门操作： 阐述各种耦合器（如谐振器耦合、iSWAP门）的设计，以及如何实现高保真度的双量子比特门（如CZ门或iSWAP门），这是构建复杂电路的基础。 低温环境的要求： 详细介绍稀释制冷机（Dilution Refrigerator）的工作原理及其对量子比特稳定性的影响。 侧重囚禁离子（Trapped Ions）的著作可能涵盖： 激光冷却与量子比特编码： 讨论如何利用激光冷却技术将离子囚禁在电磁场中，并介绍如何将离子的内部能级（如超精细结构）或振动模式编码为量子比特。 Mølmer–Sørensen门： 详细介绍如何通过精确控制激光与离子相互作用来实现高保真度的纠缠操作，这是离子阱架构的核心优势之一。 架构扩展： 探讨如何通过“量子数据总线”（如光子耦合）或“量子跳跃”（Shuttling）技术来扩展离子阱系统的规模。 3. 量子机器学习与优化：计算范式的转变 随着NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）时代的到来，如何利用现有噪声设备解决实际问题成为研究热点。量子机器学习（QML）和量子优化是其中的两大支柱。 《Quantum Machine Learning: A Survey and Future Directions》（量子机器学习：综述与未来方向）—— 侧重于应用交叉学科的著作 这类著作将线性代数、概率论与量子力学框架结合起来，旨在探索计算能力的范式转换。 关键研究领域： 变分量子本征求解器（VQE）： VQE是NISQ设备上最常用的变分算法之一。书籍会详细解析其“量子-经典”混合迭代过程，特别是在模拟分子哈密顿量（如计算锂氢分子的基态能量）方面的应用。 量子特征映射（Quantum Feature Maps）： 探讨如何利用量子电路将经典数据映射到高维的希尔伯特空间（Hilbert Space），以期在量子空间中实现比经典方法更高效的分类或回归。 量子近似优化算法（QAOA）： QAOA被设计用于解决组合优化问题（如最大割问题 Max-Cut）。书籍会介绍其如何与经典优化器协同工作，以寻找组合问题的近似最优解。 量子线性代数： 介绍HHL算法（Harrow-Hassidim-Lloyd）的原理，尽管其实际应用受限于高保真量子存储和对数据的编码/解码效率，但其作为量子加速的理论极限仍是重要的研究对象。 4. 量子密码学：安全的未来 量子计算对现代公钥密码体系构成了根本性的威胁（Shor算法）。因此，发展抗量子的密码学——量子密码学，是信息安全领域刻不容缓的任务。 《Quantum Cryptography and Quantum Information Security》（量子密码学与量子信息安全）—— 专注于安全协议的著作 这类书籍侧重于信息论安全和密码学协议的构建。 核心安全技术： 量子密钥分发（QKD）： 详细阐述BB84协议、Ekert91协议等，并着重分析设备无关（Device-Independent, DI）QKD的安全性基础——贝尔不等式。它解释了如何利用量子物理定律而非对设备制造商的信任来实现绝对安全。 后量子密码学（PQC）： 介绍经典密码学在面对未来量子计算机时的脆弱性，并深入探讨基于格（Lattice-based）、基于编码（Code-based）和基于同源（Isogeny-based）等PQC方案的数学原理及其安全性论证。 通过对这些领域著作的学习和研究，读者可以构建一个从基础理论到尖端应用、从软件算法到硬件实现的立体化量子计算知识图谱，为应对量子时代的挑战做好准备。

评分☆☆☆☆☆

翻译的质量直接决定了一本引进版学术专著的生命力，而王文阁和李保文的译文处理，可以说是相当专业和流畅。许多量子力学中的术语，比如“酉变换”（Unitary Transformation）、“张量积”（Tensor Product）等，都有非常精准且符合国内学术习惯的对应译法，避免了那种生硬的、直译过来的拗口感。更重要的是，译者在处理那些跨学科的表达时，展现了高超的把握能力。例如，在解释量子隐形传态（Quantum Teleportation）时，译文清晰地界定了经典信道和量子信道的作用，确保了读者不会因为语言障碍而混淆了传输的载体。虽然是“基本概念”卷，但涉及的数学符号和物理模型非常密集，译者通过精炼的中文表述，有效地减轻了阅读负担，使得复杂的理论推导得以顺畅地跟进，这对于需要长期研读的读者来说，简直是福音。

评分☆☆☆☆☆

读完前面几章，我最大的感受是，这本书真正做到了对“原理”的阐述，而非仅仅是“应用”的罗列。很多市面上的量子计算书籍，往往过早地进入到Shor算法或者Grover算法的细节中，这些固然吸引人，但如果对量子纠错（Quantum Error Correction）背后的信息论基础理解不深，那么这些算法也只能停留在“黑箱”操作的层面。这本书则坚持把精力放在如何构建一个可靠的量子信息模型上。它对量子测量的不可逆性、信息不可克隆定理（No-Cloning Theorem）的严格证明，都展现了极高的学术水准。这让我认识到，理解量子计算的强大之处，关键在于理解它如何巧妙地利用了经典信息论无法企及的资源，比如纠缠。这本书为理解这些“为什么”打下了坚实的基础，使得未来学习更复杂的量子信息协议时，能够做到心中有数，知其所以然。

评分☆☆☆☆☆

这本书在结构设计上，似乎特别注重“从具体到抽象”的教学路径，而不是一上来就抛出抽象的公理化体系。它会先用一些非常具体的物理图像来引入概念，比如用双缝干涉的例子来铺垫叠加态，然后才慢慢引入狄拉克符号（Braket Notation）。这种循序渐进的方式，对于我这种非科班出身，但又希望打下扎实基础的自学者来说，提供了极大的帮助。它不是那种把所有知识点堆砌在一起的参考书，而更像是一位经验丰富的导师，耐心地引导你理解每一个关键节点。它没有为了追求篇幅而塞入太多前沿的、尚未完全成熟的研究方向，而是将笔墨集中在那些经过时间检验、已经成为量子信息“公理”的核心理论上，确保读者掌握的是最坚固的知识地基。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书最欣赏的一点，是它对“信息”这个核心概念在量子语境下的重新定义。传统的经典信息论是建立在确定性之上的，而这本书则巧妙地将信息论的框架嫁接到了概率波函数的演化之上。书中对冯·诺依曼熵（Von Neumann Entropy）的介绍，就远比其他教材来得深入和直观。它不仅仅是一个公式，更是对量子系统不确定性的量化描述，是衡量一个量子态“纯度”的关键指标。我记得有一章专门讨论了测量过程，作者没有采用那种简单粗暴的“波函数坍缩”描述，而是从信息丢失的角度去解释“为什么测量会改变系统状态”。这种深层次的物理哲学思考，让这本书不仅仅停留在工程技术的层面，更是引导读者去反思我们对“知识”和“实在”的传统认知。对于那些渴望了解量子信息如何颠覆我们信息观的读者来说，这种对基本原理的深挖，是至关重要的基石。

评分☆☆☆☆☆

这本《量子计算与量子信息原理（卷：基本概念）》的译本，拿到手的时候就有一种厚重感，纸张的质感和排版都透露出一种严谨的学术气息。我一直对量子物理那些奇妙的概念心生向往，但又苦于市面上那些入门书籍往往要么过于科普化，流于表面，要么一下子就跳跃到复杂的数学推导，让人望而却步。这本书的出现，可以说恰到好处地填补了这个空白。它没有急于展示那些炫酷的量子霸权，而是将笔触聚焦于“基本概念”的构建，这一点非常值得称赞。例如，它对量子比特（Qubit）的引入，不是简单地用“0和1的叠加”来敷衍了事，而是花了大量的篇幅去阐述其背后的数学结构，如何用态矢和希尔伯特空间来精确描述这种叠加态的物理意义。读者需要投入时间和精力去消化这些基础，但一旦理解了，后续学习量子门、量子纠缠等内容时，就会感觉豁然开朗，仿佛推开了一扇通往更深层次理解的大门。作者在梳理概念的逻辑递进上，做得极其细致，每一步的过渡都像是精心铺设的阶梯，让人可以稳扎稳打地向上攀登，而不是被突如其来的难度绊倒。