太赫兹技术

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[德] 布伦德曼胡贝尔(英)金米特 著
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店铺: 文轩网旗舰店
出版社: 国防工业出版社
ISBN:9787118102987
商品编码:11673757603
出版时间:2016-02-01

具体描述

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好的,这是一本关于量子计算前沿进展与应用的图书简介: --- 书名:《量子霸权之路:从理论基石到前沿应用》 本书聚焦于当前全球科技竞争的制高点——量子计算,全面深入地剖析了从底层物理原理到实际工程实现,再到颠覆性应用领域的全景图。它不是一本简单的技术综述,而是一部旨在引导读者理解并参与下一代信息技术革命的深度指南。 1. 理论的基石:理解量子世界的运行法则 本书的第一部分深入浅出地构建了理解量子计算的理论框架。我们从经典的香农信息论出发,引出量子信息学的核心概念——量子比特(Qubit)的叠加态与纠缠现象。 量子力学基础的严谨重述: 阐述了希尔伯特空间、薛定谔方程在信息处理中的应用,重点讲解了如何利用量子态的概率性描述来超越经典计算的确定性限制。 核心算法的数学推导: 详细解析了Shor算法(大数分解)和Grover算法(无序数据库搜索)背后的数学逻辑和计算优势的来源。不仅停留在公式层面,更结合了具体操作步骤,展示其在理论上对经典密码学的根本性挑战。 量子纠错码(QECC)的艺术: 面对现实中量子比特的脆弱性,本书系统介绍了表面码(Surface Codes)、Steane码等关键的容错机制。这部分内容侧重于如何将理论上的完美计算转化为能在嘈杂环境中存活下来的实用工程方案,解释了“容错量子计算”(FTQC)的艰巨性和必要性。 2. 硬件的竞赛:通往稳定量子处理器的多路径探索 量子计算的实现路径决定了其未来的可扩展性和性能。本书用大量的篇幅比较了当前主流的五大物理平台,深入分析了各自的优势、瓶颈以及工程化的挑战。 超导电路(Transmon Qubits): 作为当前“量子霸主”的代表,本书详细介绍了基于约瑟夫森结的超导量子比特的制备工艺、微波脉冲控制技术,以及谷歌、IBM等巨头采用的平面化布局策略。重点探讨了如何通过优化耦合器和降低串扰来提高相干时间。 离子阱(Trapped Ions): 阐述了如何利用电磁场囚禁单个原子离子,并用激光精确操控其内部能级作为量子比特。本书强调了离子阱在保真度和连接性方面的卓越表现,并分析了其在可扩展性上,特别是离子传输和多区域操作中的工程难题。 中性原子(Neutral Atoms): 这一新兴领域被重点关注。我们解析了如何利用光镊阵列捕获并排列里德堡态(Rydberg States)原子,实现高维度的量子比特编码和强大的集体相互作用。重点介绍了Rydberg Blockade机制在构建高保真多体逻辑门中的关键作用。 拓扑量子计算与硅基方案: 简要而深刻地介绍了理论上抗干扰能力极强的马约拉纳费米子(Majorana Fermions)方案的探索进展,以及利用现有半导体工艺(CMOS兼容性)实现量子比特的硅基自旋量子比特的工程路线。 3. 软件与算法的生态:从NISQ到通用计算 量子硬件的成熟需要匹配的软件栈和应用程序的支撑。本书的第三部分着眼于当前“含噪声中等规模量子”(NISQ)时代的实践,并展望未来通用量子计算机的能力。 变分量子本征求解器(VQE)与QAOA: 针对当前量子计算机的局限性,本书详细介绍了混合量子-经典算法,如VQE用于分子能级计算和QAOA用于组合优化问题的具体框架。着重分析了参数化量子电路(PQC)的设计策略,以及如何应对退相干噪声。 量子化学模拟的突破: 量子计算在模拟分子和材料性质方面被认为是最具前景的应用。本书介绍了如何将电子结构问题映射到量子比特上,并对比了不同近似方法在处理强关联电子体系时的表现。 量子机器学习(QML)的潜力与陷阱: 探讨了量子电路作为特征提取器或分类器的潜力,分析了量子支持向量机(QSVM)和量子神经网络(QNN)的理论加速,同时也审视了当前“数据加载瓶颈”(QRAM的缺失)对实际应用的影响。 编程工具链与仿真环境: 提供了对Qiskit, Cirq, PennyLane等主流开发框架的实战指导,包括如何使用Python接口进行电路构建、模拟运行以及在真实硬件上部署作业的流程详解。 4. 产业链与未来展望:跨越“量子鸿沟” 本书最后一部分将视角拉升至宏观层面,分析了量子计算对全球经济、安全和科学研究的深远影响。 后量子密码学(PQC)的紧迫性: 详述了在量子计算机成熟之前,如何利用经典数学难题构建抗量子攻击的新一代加密标准(如格密码、哈希算法),并强调了向PQC迁移的必要性。 人才培养与产业生态: 分析了全球范围内量子技术人才的供需缺口,指出了学术界、工业界和政府在推动这一领域发展中的角色分工,以及投资热点和潜在的商业化落地场景。 《量子霸权之路》是一本面向高年级本科生、研究生、科研人员以及对未来科技有远见的行业专业人士的综合性著作。它力求在严谨性与可读性之间找到最佳平衡点,帮助读者建立起坚实的量子计算知识体系,把握这场正在发生的计算范式革命。 ---

用户评价

评分

我之所以对这本书《太赫兹技术》产生了浓厚的兴趣,源于一次偶然的科幻电影观赏。电影中展现的无损、快速的物质扫描技术,让我联想到了现实中的太赫兹技术。我希望这本书能够为我揭开这项技术的神秘面纱,让我了解到它究竟是什么,它是如何工作的,以及它为什么能够实现如此神奇的“透视”能力。我期待书中能够包含详实的物理原理阐述,以及关于太赫兹波的产生、传输和探测技术的介绍。更吸引我的是,我希望通过这本书能够了解太赫兹技术在各个领域的广泛应用,例如在安检领域如何实现对危险物品的精准识别,在医疗领域如何进行无创的组织成像,以及在食品安全领域如何检测潜在的污染物。

评分

购买这本《太赫兹技术》,是源于我对前沿科学技术的好奇心。我一直关注那些能够改变我们生活方式、提升社会效率的创新技术,而太赫兹技术无疑是其中一颗冉冉升起的新星。我希望这本书能够为我提供一个深入了解太赫兹技术发展的窗口,从基础的物理原理到复杂的工程应用,都能有详尽的介绍。我期待书中能够详细阐述太赫兹波的特性,以及如何利用这些特性来实现各种功能。特别吸引我的是,我希望能够了解到太赫兹技术在各个领域的实际应用,例如在国家安全领域的应用,可以用于探测隐藏的武器和爆炸物;在工业领域的应用,可以用于材料的无损检测和质量控制;在医疗领域的应用,可以用于疾病的早期诊断和治疗。

评分

坦白说,我购买这本书,更多的是出于一种职业上的敏感和对行业未来趋势的判断。我们身处的时代,技术更新迭代的速度快得惊人,而太赫兹技术无疑是当下最值得关注的热点之一。我期待这本书能够为我提供一个清晰、系统性的学习框架,让我能够全面理解太赫兹技术的概念、原理、以及其发展历程。我希望它能深入浅出地讲解太赫兹波的产生、传输、探测等关键环节,并重点阐述其在高端制造、安全检查、生物医学成像、食品安全检测、以及通信等领域的应用前景和实际案例。更重要的是,我希望这本书能够为我提供一些关于太赫兹技术未来发展方向的洞察,比如新的应用场景的探索,或者在性能提升、成本降低方面可能遇到的挑战和解决方案。

评分

这本书的封面设计相当有吸引力,低调而又不失科技感,那种暗沉的紫色搭配银色的细线勾勒出某种复杂的结构,让我对即将翻开的内容充满了好奇。我一直对那些能够触及我们日常感知边界的科学领域感到着迷,而“太赫兹技术”这个名字本身就带着一种神秘和前沿的气息,仿佛预示着一种全新的视角和未知的可能性。我猜想,这本书一定能够带我深入了解这项技术的核心原理,它究竟是如何运作的,又为何能在诸多领域展现出如此巨大的潜力。我期待的不仅仅是理论知识的讲解,更希望能够看到它在实际应用中的生动案例,比如在安检、医疗成像、食品安全检测,甚至是通讯领域,它能够扮演怎样的角色,解决哪些现有的难题。这本书的定价也比较适中,作为一本专业技术类书籍,我觉得它的价值远远超出了价格本身,我把它视为一份宝贵的知识投资,希望能借此拓宽我的技术视野,了解未来科技发展的重要方向。

评分

在众多的科技书籍中,我之所以选择了这本《太赫兹技术》,很大程度上是因为它承诺要揭示一个我们虽然听过但了解不深的概念。我一直对那些能够“看见”普通光线无法穿透的物质的技术充满兴趣,比如X射线,而太赫兹波似乎扮演着类似的,甚至更安全、更普适的角色。我希望这本书能够从最基础的物理概念讲起,比如太赫兹波的产生机制,它的电磁频谱特性,以及与其他电磁波段的区别。我尤其关心它的探测技术,是如何捕捉并解析这些微弱的信号的。这本书的作者如果是一位在太赫兹领域深耕多年的专家,那么我期待的内容必然是既有深度又不乏前瞻性的。我希望它能详细阐述太赫兹技术在材料科学、生物医学、以及工业无损检测等方面的具体应用,例如通过太赫兹成像来发现隐藏的缺陷,或者用于无创的疾病诊断。

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