量子信息物理原理 [Principles of Quantum Information Physics] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張永德 著

圖書標籤:

• 量子信息
• 量子物理
• 量子計算
• 量子通信
• 物理學
• 信息科學
• 量子力學
• 量子技術
• 現代物理
• 理論物理

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030163684

版次：31

商品編碼：11701611

包裝：平裝

外文名稱：Principles of Quantum Information Physics

開本：32開

齣版時間：2006-01-01

用紙：膠版紙

頁數：383

正文語種：中文

內容簡介

　　《量子信息物理原理》係統介紹瞭量子信息論的物理原理。全書內容包括量子測量問題、雙態係統、量子糾纏與糾纏分析、Bell型空間非定域性及分析、退相乾分析、純化與相乾性恢復、不可剋隆定理與量子Zen0效應、量子態超空間轉移、量子門與簡單量子網絡、量子算法、量子誤差糾正與保真度、量子信息論等，共計13章。重點在於闡述物理原理。每章後均附有相關文獻和習題。為自學和教學方便，全部習題均給齣瞭詳細解答。

內頁插圖

目錄

前言
第一章 量子測量及相關問題
1.1 量子測量及相關問題工——量子測量基礎
1.1.1 量子力學的第三公設——測量公設
1.1.2 測量理論的三個階段
1.1.3 坍縮階段的四個特徵
1.1.4 量子測量分類
1.2 量子測量及相關問題／——量子光學一些器件及實驗分析
1.2.1 量子測量效應——半透片、符閤測量、PBS、後選擇
1.2.2 斜置偏振片的變換
1.2.3 斜置半波片的作用
1.2.4 BBO晶體與參量下轉換——極化糾纏光子對的産生
1.3 量子測量及相關問題Ⅲ——廣義測量與POVM
1.3.1 廣義測量
1.3.2 局域測量——POVM
1.3.3 PCVM舉例
1.3.4 Neumark定理
1.4 量子測量及相關問題Ⅳ——測量導緻退相乾的唯象模型研究
1.4.1 量子測量的糾纏退相乾模型——von Neumann正交投影測量模型
1.4.2 von Neumann正交投影模型的典型例子——Stern-Gerlach裝置對電子自鏇的測量
1.5 量子測量及相關問題V——量子非破壞測量簡介
1.5.1 標準量子極限
1.5.2 量子非破壞測量的定義
1.5.3 QND所必須滿足的充要條件
1.5.4 QND的局限性
1.6 量子測量及相關問題小結
1.6.1 量子測量中時間坍縮和空間非定域性的問題
1.6.2 量子測量理論中存在的問題
練習題
參考文獻

第二章 量子雙態體係
2.1 雙態體係的定態描述
2.1.1 雙態體係的純態與混態
2.1.2 極化矢量、狀態變換與2×2矩陣基
2.1.3 Bloch球描述
2.1.4 可觀察量與測量
2.2 雙態體係的幺正演化
2.2.1 單一雙態體係動力學
2.2.2 一般Jaynes-Cummings模型求解理論
2.3 雙態體係實驗製備簡介
2.3.1 NMR方案
2.3.2 腔QED
2.3.3 光學方法
2.3.4 離子阱
2.3.5 量子點
2.3.6 固體方法：矽基NMR、超導Josephson結
2.4 雙態體係混態作為係綜解釋的含糊性
2.4.1 係綜解釋的含糊性
2.4.2 例算
練習題
參考文獻

第三章 量子糾纏、混態與量子係綜
第四章 量子糾纏分析與判斷
第五章 量子糾纏與Bell型空間非定域性
第六章 開放係統演化與退相乾
第七章 混態純化與相乾性的恢復
第八章 量子態的非剋隆定理與量子Zeno效應
第九章 量子態的超空間轉移
第十章 量子門與簡單量子網絡
第十一章 量子算法
第十二章 量子誤差糾正與保真度計算
第十三章 量子信息論
附錄A量子變換理論簡介
附錄B 與量子光場耦閤的雙態體係一般動力學——Raman散射腔QED和廣義Jaynes-Cummings模型的普遍理論
附錄C一份《量子信息物理原理》參考試捲
習題解答
索引

前言/序言

好的，這是一份關於一本名為《量子信息物理原理》的圖書的詳細簡介，內容涵蓋瞭該領域的核心概念、發展曆程、關鍵技術以及未來展望，但完全不涉及對原書內容的描述或引用。 --- 圖書簡介：《量子信息物理原理》 書名：量子信息物理原理 核心主題： 量子信息科學與物理學基礎 概述 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的視角，探討構成量子信息科學基石的物理學原理。量子信息科學，作為一個跨學科的前沿領域，深刻地融閤瞭量子力學、信息論、計算理論和凝聚態物理等多個學科的精髓。本書的重點在於闡釋支配量子世界行為的基本物理規則，以及如何將這些規則應用於信息處理的革命性範式之中。它不僅是理論概念的梳理，更是一部關於如何理解和利用微觀世界奇特特性的指南。 第一部分：量子力學基礎及其信息內涵 本部分構築瞭理解量子信息處理的理論框架，追溯瞭量子力學從經典物理學的對立麵誕生之初，到成為現代物理學核心支柱的曆程。 1. 經典信息與量子態的根本差異 首先，本書詳盡比較瞭經典信息論（如香農信息論）的基本假設與量子信息論的差異。經典信息依賴於可確定狀態的集閤，而量子信息則建立在疊加態和糾纏態的數學描述之上。重點探討瞭希爾伯特空間、態矢量和密度算符在描述宏觀不可知、微觀疊加態上的數學優越性。 2. 量子力學的核心公設與演化 深入分析瞭量子力學的基本公設，特彆是態的演化（薛定諤方程）和測量的不可逆性。闡明瞭幺正演化在保持信息守恒方麵的關鍵作用，以及測量過程如何導緻波函數塌縮，這是量子信息處理中信息提取的根本環節。 3. 量子疊加性與乾涉效應 詳細介紹瞭疊加態（Superposition）的物理實在性及其在並行計算中的潛力。通過對雙縫實驗等基礎實驗的重新審視，強調瞭乾涉（Interference）作為量子信息處理核心工具的地位，它是實現量子優越性的物理基礎。 第二部分：量子信息載體與基本操作 本部分聚焦於如何將物理實體轉化為信息的載體，並描述瞭對這些載體進行操作的物理實現方式。 1. 量子比特（Qubit）的物理實在性 闡述瞭量子比特——量子信息的最小單元——在不同物理係統中的具體錶現形式。這包括但不限於：能級結構（如原子或離子）、偏振態（如光子）、自鏇方嚮（如電子）或準粒子激發。探討瞭如何通過物理參數的精細調控來編碼、存儲和維持量子比特的狀態。 2. 量子門：物理操作的砌塊 係統介紹瞭量子邏輯門（Quantum Gates）的物理實現約束。量子門本質上是對希爾伯特空間中的酉矩陣操作。深入分析瞭單比特門（如泡利門、哈達瑪門）和多比特門（如CNOT門）在物理設備上（如微波脈衝、激光場）的實現機製，並強調瞭實現高保真度的非經典相互作用是構建通用量子計算機的關鍵物理挑戰。 3. 量子糾纏的生成與錶徵 糾纏態是量子信息論中最非經典的資源。本章詳細探討瞭在物理係統中如何主動、可控地生成具有特定拓撲結構的糾纏態，例如貝爾態（Bell States）和GHZ態。同時，介紹瞭用於量化和驗證糾纏（如糾纏熵、保真度測量）的物理量度方法。 第三部分：物理係統的退相乾性與控製 量子信息處理的實際應用受到環境噪聲的嚴重製約。本部分深入探討瞭退相乾（Decoherence）的物理機製及其對信息存儲和處理的破壞性影響。 1. 退相乾的物理源泉 詳細分析瞭環境耦閤、熱漲落、電磁噪聲等因素如何導緻量子態與環境發生不可逆的信息交換，從而使純態退化為混閤態。從開放量子係統的角度，引入瞭主方程（Master Equation）來描述這種耗散過程。 2. 弛豫與退相乾時間尺度的物理關聯 討論瞭不同物理係統（超導電路、囚禁離子、半導體量子點）中，縱嚮弛豫時間 ($T_1$) 和橫嚮退相乾時間 ($T_2$) 的物理起源。強調瞭提高$T_1$和$T_2$是當前硬件工程麵臨的首要物理挑戰。 3. 物理係統中的錯誤抑製與修正 介紹瞭量子糾錯碼（Quantum Error Correction, QEC）的理論基礎，並將其與物理係統的固有噪聲模型相結閤。討論瞭物理上實現邏輯比特（Logical Qubit）對多個物理比特的編碼、解碼以及錯誤檢測和反饋操作所需的精細物理控製技術。 第四部分：量子物理現象在信息傳輸中的應用 本部分將理論框架應用於實際的物理信息傳輸和計算場景。 1. 量子隱形傳態的物理過程 以量子隱形傳態（Quantum Teleportation）為例，闡述瞭如何利用預先共享的糾纏對，結閤經典通信和局域酉變換，實現量子態的精確轉移，而不依賴於物質本身的傳輸。分析瞭該過程對物理係統同步性和測量精度的高要求。 2. 量子密碼學與物理安全 介紹瞭基於量子力學原理保障信息安全的方案，特彆是量子密鑰分發（QKD）。重點探討瞭BB84協議背後的物理學保證——即任何對處於疊加態或糾纏態光子的竊聽行為都會留下可被檢測的物理痕跡。 3. 量子計算的物理模型與實現路徑 概述瞭當前主要的量子計算物理實現範式（如基於超導電路的方案、基於離子阱的方案、基於拓撲量子比特的方案）。每種方案都代錶瞭對特定物理係統（如電磁耦閤、微波諧振、材料缺陷工程）的深度定製和優化，以期在可擴展性和相乾性之間找到最佳平衡點。 總結與展望 本書最終將讀者帶到當前研究的最前沿，探討瞭從基礎物理到工程實現之間的鴻溝。未來的量子技術將越來越依賴於對復雜多體物理係統的深入理解，以及對量子控製技術（如脈衝整形、反饋迴路設計）的極限探索。本書提供的物理原理框架，是理解和推動下一代信息技術革命的堅實基石。

評分☆☆☆☆☆

這本書的獨特之處在於，它並沒有把量子信息看作一個孤立的學科，而是將其置於物理學的宏大框架之下進行闡述。作者在介紹量子信息的基本原理時，深入淺齣地迴溯瞭量子力學的發展曆程，讓讀者在理解信息載體的同時，也能感受到物理學思想的演進。我特彆贊賞作者在描述量子糾纏現象時的生動比喻，它不再是冰冷的公式，而是如同“心有靈犀”般的神奇連接，這種聯係的超越時空性，著迷於每一個讀者的想象力。書中的內容，從基礎的量子比特到復雜的量子算法，都經過瞭精心的組織和編排，邏輯清晰，層次分明。即使遇到一些稍顯晦澀的概念，作者也會通過恰當的類比和詳細的解釋來幫助讀者理解。讀這本書，我感覺到自己不僅僅是在學習一門新的學科，更是在參與一場關於物質、信息和宇宙本質的深刻對話。它讓我對未來的科技發展有瞭更宏觀的視角，也對量子世界充滿瞭敬畏和好奇。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我愛不釋手的書，完全顛覆瞭我對信息處理的固有認知。我一直認為信息就是0和1的組閤，但這本書卻嚮我展示瞭信息可以存在的更豐富、更奇特的維度。作者在闡述量子信息理論時，並沒有直接陷入枯燥的數學推導，而是先從信息論的基礎概念入手，然後逐步引入量子力學的奇妙屬性，比如態疊加原理和量子糾纏。這種由淺入深的學習路徑，對於像我這樣對量子力學接觸不多的讀者來說，簡直是福音。特彆是關於量子隱形傳態的部分，讀起來就像是科幻小說裏的情節，但作者卻用嚴謹的物理原理給齣瞭閤理的解釋。我腦海中不斷浮現齣信息可以在兩個遙遠粒子之間瞬間傳遞的畫麵，這讓我對信息的本質産生瞭更深層次的思考。書中的圖解也非常精妙，將抽象的量子現象可視化，讓我能夠更直觀地理解那些違反經典直覺的原理。讀完這本書，我感覺自己打開瞭一扇通往未來計算和通信世界的大門，那些曾經隻存在於理論中的可能性，似乎正在眼前變得越來越清晰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就充滿瞭神秘感，深邃的藍色背景上，抽象的量子態圖案若隱若現，仿佛預示著即將踏入一個全新的、超乎尋常的認知領域。我拿到這本書的時候，就被它所散發齣的學術氣息深深吸引。雖然我並不是物理學專業齣身，但對科學探索的熱情讓我選擇挑戰它。初翻開，那些由希臘字母和奇特的符號組成的公式，確實讓人有些望而卻步，但作者以一種極其耐心且循序漸進的方式，將那些看似高不可攀的概念一點點地剝開，展現在讀者麵前。他巧妙地運用瞭許多類比和直觀的圖示，幫助我這個“小白”也能大緻理解諸如疊加態、糾纏態等核心概念的奇妙之處。讀到關於量子比特的部分，我仿佛看到瞭一個微觀世界的全新語言正在被我一點點地解讀，那種新奇感和啓發性，是其他任何科普讀物都無法比擬的。我尤其喜歡作者在介紹曆史背景時，對那些偉大的物理學傢們不懈探索精神的描繪，這讓我不僅學習瞭知識，更感受到瞭科學進步的脈搏。盡管我還需要反復研讀纔能完全消化書中的內容，但這本書無疑已經在我心中播下瞭探索量子世界的種子，讓我對未來的科技發展充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在拿到這本書之前，我對“量子信息物理”這個詞匯是感到有些畏懼的。它聽起來過於專業，像是隻屬於少數科學傢的領域。然而，這本書的齣版，似乎就是為瞭打破這種壁壘。作者用一種異常清晰且富有洞察力的方式，將量子信息世界的宏大圖景徐徐展開。他巧妙地迴避瞭大多數讀者可能不熟悉的復雜數學工具，轉而專注於解釋核心的物理思想。我尤其喜歡他在描述量子測量過程時的錶述，那種“觀察者效應”帶來的不確定性和概率性，在作者的筆下變得生動而富有哲理。我開始反思，信息在被測量時，是否本身就發生瞭某種意義上的“改變”？這種哲學層麵的思考，與物理學原理的結閤，讓這本書的閱讀體驗格外獨特。書中的案例分析也很有代錶性，讓我能夠將抽象的理論與具體的應用場景聯係起來。雖然書中涉及的某些概念對我來說仍需消化，但總體而言，這本書的易讀性和啓發性遠遠超齣瞭我的預期。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對前沿科技充滿好奇心的愛好者，這本書絕對是我近期最驚喜的閱讀體驗。它以一種近乎詩意的筆觸，描繪瞭量子世界中信息的奧秘。作者並非簡單地堆砌公式，而是將枯燥的物理定律編織成瞭一個引人入勝的故事。我特彆欣賞他對量子計算模型介紹時的處理方式，他並沒有直接給齣復雜的算法，而是通過解釋量子比特的獨特能力，例如同時擁有多種狀態的能力，來解釋為何量子計算機能夠解決某些經典計算機無法企及的問題。讀到關於量子算法的部分，我雖然無法完全理解其中的數學細節，但依然能夠感受到其潛在的強大威力。作者在書中反復強調量子信息與經典信息在本質上的區彆，這種對比讓我對“信息”這個概念有瞭全新的認識。我甚至開始思考，在日常生活中，我們是否也能從量子世界的規律中獲得一些啓示。這本書不僅僅是知識的傳遞，更是一種思維的啓發，它鼓勵我去挑戰自己的認知邊界，去擁抱那些看似不可能的奇妙現象。

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好

評分☆☆☆☆☆

好評

評分☆☆☆☆☆

京東值得信任，是正品。

評分☆☆☆☆☆

不適閤初學者，需要有相當的基礎

評分☆☆☆☆☆

發現上高量時深受書中某些想法的影響

評分☆☆☆☆☆

贊贊贊，很好的參考書

評分☆☆☆☆☆

對全麵瞭解量子信息有很大幫助

評分☆☆☆☆☆

很好，內容非常具體，值得擁有

評分☆☆☆☆☆

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