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[美] 文森特·J.尤里克(VincentJ.Uri 著

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• 通信系统
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• 毫米波
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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121303708

商品编码：11781592623

出版时间：2017-03-01

作  者:(美)文森特·J.尤里克(Vincent J.Urick),(美)詹森·D.麦金尼(Jason D.McKinney),(美)基思·J.威廉斯(Keith J.Williams) 著；项鹏,蒲涛,沈荟萍 译 定  价:89 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2017年03月01日 页  数:332 装  帧:平装 ISBN:9787121303708 ●第1章绪论
●1.1光纤光子链路的技术发展与优势
●1.2模拟与数字光纤链路
●1.3基本光纤光学器件
●1.4射频系统中的模拟链路
●参考文献
●第2章模拟性能参数
●2.1散射矩阵
●2.2噪声系数
●2.3动态范围
●2.3.1压缩动态范围（CDR）
●2.3.2无杂散动态范围
●2.4级联系统的分析
●参考文献
●第3章光纤链路中的噪声源
●3.1基本概念
●3.2热噪声
●3.3散粒噪声
●3.4激光器
●3.5光放大器
●部分目录

内容简介

本书是一本有关微波光子学原理与应用的专著。在书中作者结合自己在美国海军研究实验室（U.S. Naval Research Laboratory）从事模拟微波光子链路的研究实践，从模拟微波光子链路的原理与应用这一视角介绍了微波光子学的基本原理，并综述和展望了模拟微波光子链路的应用及其未来的发展趋势。全书共分为十章，内容涵盖微波光子学的基本概念；射频系统与光子学系统的性能参数；基于不同调制方式的模拟微波光子链路的理论模型和其中有关信号传输的关键问题，包括链路中的噪声、畸变和非线性效应等；以及模拟微波光子链路的应用。 (美)文森特·J.尤里克(Vincent J.Urick),(美)詹森·D.麦金尼(Jason D.McKinney),(美)基思·J.威廉斯(Keith J.Williams) 著；项鹏,蒲涛,沈荟萍 译 文森特·J.尤里，博士，于2001年加入美国海军研究实验室（NRL），他主持了实验室应用射频光子学部门的研究工作。
詹森·D.麦金尼，博士，于2006年加入NRL，目前他在实验室主持微波光子学部门的研究工作。在加入NRL之前，他早在2001年就开始在普度大学作为主要成员从事微波光子学领域的研究。
基思·J.威廉斯，博士，自1987年便加入NRL，在那里他主持了该实验室光子技术分部的研究工作。
项鹏，解放jun理工大学通信工程学院讲师，博士研究生，专业方向为电磁场与微波技术（光通信方向）。作为项目负责人或主要成员完成和参与国家、江苏省及军内省部级以上科研项目的研究多项。在等

《量子计算导论：算法、硬件与挑战》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的量子计算入门，旨在构建严谨的理论基础，并探索其在不同领域的应用前景。我们不触及微波光子学领域，而是将焦点完全置于量子世界的奇妙逻辑与计算潜力之上。 第一部分：量子计算的基石——量子力学原理 在踏入量子计算的宏伟大门之前，理解支撑其运作的量子力学原理至关重要。本部分将循序渐进地介绍量子世界的独特法则，为后续的量子算法和硬件设计奠定坚实的基础。 第一章：量子世界的粒子与波 古典世界的局限性： 从经典物理学的角度出发，我们将简要回顾经典力学在解释微观现象时的不足，为引入量子概念铺垫。 波粒二象性： 深入探讨光子和电子等微观粒子如何同时表现出波动和粒子的特性。我们将通过双缝干涉实验等经典实验，生动地阐释这一颠覆性的概念。 概率的本质： 量子力学中的测量结果具有概率性。我们将介绍波函数的概念，以及它如何描述粒子在空间中出现的概率分布。海森堡不确定性原理也将在此章节中被详细阐述，揭示微观粒子固有的不确定性。 叠加态： 量子比特（qubit）的核心概念——叠加态将被深入剖析。一个量子比特可以同时处于0和1的叠加状态，而非像经典比特那样只能是0或1。我们将通过数学工具，如狄拉克符号，来精确描述和理解叠加态。 第二章：量子纠缠——超越经典关联 纠缠态的定义与特性： 量子纠缠是量子力学中最令人着迷的现象之一。我们将详细介绍纠缠态的形成及其独特的关联性，即两个或多个粒子无论相距多远，它们的状态都是相互关联的。 贝尔不等式与非定域性： 探讨贝尔不等式及其违反实验，这将有力地证明量子纠缠所表现出的非定域性，即这种关联性无法用经典物理学中的局域实在论来解释。 纠缠的应用前景： 尽管我们专注于量子计算，但在此章节也会简要提及纠缠在量子通信和量子传感等领域的潜力，以展示其更广泛的重要性。 第二部分：量子算法——计算能力的飞跃 量子计算机之所以能解决某些经典计算机无法解决的问题，核心在于其独特的量子算法。本部分将详细介绍几种具有代表性的量子算法，并阐述它们的工作原理及潜在的优势。 第三章：量子傅里叶变换（QFT）与相位估计算法 量子傅里叶变换（QFT）： 介绍QFT作为一种基础的量子算法，其核心在于高效地计算离散傅里叶变换。我们将展示QFT如何利用叠加态和纠缠来加速这一过程。 相位估计算法： 基于QFT，我们将详细介绍相位估计算法，它是许多其他重要量子算法（如Shor算法）的关键子程序。理解相位估计算法将有助于读者掌握如何从量子系统中提取信息。 第四章：Shor算法——解决大数分解的利器 大数分解的经典挑战： 简要介绍大数分解在经典计算中的难度，以及其在现代密码学中的重要性（例如RSA算法）。 Shor算法的工作原理： 详细阐述Shor算法的步骤，特别是如何利用量子傅里叶变换来高效地找到大数的因子。我们将深入分析其量子并行性和指数级加速的来源。 对现代密码学的影响： 讨论Shor算法的出现对当前广泛使用的公钥加密体系构成的潜在威胁，以及推动量子安全密码学研究的必要性。 第五章：Grover算法——加速搜索的量子之道 无结构数据库搜索的经典瓶颈： 介绍在无结构数据库中进行搜索的经典复杂度，即平均需要扫描一半的条目。 Grover算法的量子优势： 阐述Grover算法如何通过量子叠加和振幅放大等技术，将搜索复杂度从O(N)降低到O(√N)。我们将展示其在加速搜索问题上的显著优势。 Grover算法的应用场景： 探讨Grover算法在数据库搜索、优化问题、以及作为其他算法的子程序等方面的潜在应用。 第六章：量子近似优化算法（QAOA）与变分量子本征求解器（VQE） 组合优化问题的挑战： 介绍现实世界中普遍存在的组合优化问题（如旅行商问题、最大割问题等），以及经典计算机在解决大规模此类问题时的困难。 QAOA的核心思想： 阐述QAOA的混合量子-经典方法，它如何利用量子计算机来探索解空间，并通过经典计算机进行参数优化，以找到近似最优解。 VQE的原理与应用： 介绍VQE，另一种重要的变分算法，它如何利用量子计算机来找到分子的基态能量（或更一般地，哈密顿量的最小本征值）。我们将讨论VQE在化学模拟、材料科学等领域的应用前景。 第三部分：量子硬件——实现量子计算的载体 强大的量子算法需要合适的物理载体来实现。本部分将介绍当前主流的量子硬件实现方案，探讨它们的优势、挑战以及未来的发展方向。 第七章：超导量子比特 超导电路的基础： 介绍超导量子比特的物理基础，包括约瑟夫森结、LC谐振器等关键元件。 不同类型的超导量子比特： 探讨Transmon、Flux qubit等主流的超导量子比特设计，分析它们的弛豫时间、门保真度等关键性能指标。 量子芯片的制造与控制： 介绍超导量子芯片的制造工艺，以及如何通过微波脉冲来精确地控制量子比特的演化和实现量子门操作。 挑战与前景： 分析超导量子计算在扩展性、串扰、错误率等方面的挑战，并展望其在构建容错量子计算机中的作用。 第八章：离子阱量子计算 离子阱的原理： 介绍如何利用电磁场来囚禁带电离子，并将其作为量子比特。 激光与离子相互作用： 阐述如何利用精确调制的激光脉冲来冷却离子、初始化量子比特、执行量子门操作以及读取测量结果。 全连接性与高保真度： 探讨离子阱在实现量子比特间的全连接性（任意两个量子比特之间都可以直接进行操作）以及实现高保真度量子门操作方面的优势。 挑战与发展： 分析离子阱在扩展性、操作速度以及多离子系统的相干性维持等方面的挑战，并讨论其在未来量子计算中的地位。 第九章：其他量子硬件平台 拓扑量子计算： 介绍拓扑量子计算的概念，特别是其对环境噪声的内在鲁棒性，以及基于Majorana费米子的实现思路。 中性原子量子计算： 探讨利用激光冷却和囚禁的中性原子作为量子比特的方案，分析其可扩展性和灵活性。 光量子计算： 简要介绍基于光子的量子计算方案，以及其在量子通信和特定算法实现上的优势。 量子点量子计算： 探讨利用半导体中的量子点来编码和操控量子比特的方案，以及其与现有半导体制造技术的兼容性。 第四部分：量子计算的挑战与未来 量子计算的征程充满希望，但也面临着巨大的挑战。本部分将探讨当前量子计算领域面临的主要技术和理论难题，并展望其未来的发展方向。 第十章：量子退相干与量子纠错 退相干的根源： 深入分析量子比特为何会失去其量子特性，即退相干的物理机制，包括与环境的相互作用、读出过程等。 量子纠错码： 介绍量子纠错码的基本原理，如表面码、Steane码等，它们如何通过冗余编码来保护量子信息免受退相干的影响。 容错量子计算的实现： 探讨构建容错量子计算机所面临的巨大工程挑战，包括高密度量子比特集成、低错误率的量子门以及高效的纠错策略。 第十一章：量子软件与编程 量子编程模型： 介绍当前的量子编程模型，如量子线路模型，以及与经典计算的交互方式。 量子编程语言与编译器： 探讨主流的量子编程语言（如Qiskit, Cirq, Q等）的设计理念，以及量子编译器在将高级算法映射到特定硬件上的作用。 量子算法的模拟与优化： 讨论如何利用经典计算机模拟量子算法，以及用于优化量子算法性能的各种技术。 第十二章：量子计算的实际应用与社会影响 化学模拟与药物发现： 详细阐述量子计算机在精确模拟分子行为、加速新药研发过程方面的巨大潜力。 材料科学与新能源： 探讨量子计算在设计新型功能材料、开发高效催化剂和电池等方面的应用。 金融建模与优化： 分析量子计算在风险管理、投资组合优化、欺诈检测等金融领域的潜在应用。 人工智能与机器学习： 介绍量子机器学习的最新进展，以及量子计算如何加速某些机器学习算法的训练和推理。 未来的展望与伦理考量： 展望量子计算的长期发展趋势，以及其可能对社会、经济和国家安全带来的深远影响，并适时提出相关的伦理和治理问题。 本书的编写旨在为所有对量子计算感兴趣的读者提供一条清晰的学习路径，无论您是学生、研究人员还是技术爱好者，都能从中获得深刻的理解和启发。我们希望通过本书，能够激发更多人投身于这一激动人心的科学前沿领域，共同探索量子计算的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的包装十分精美，拿在手里很有分量，一看就是精心制作的书籍。我最关注的是书中关于光纤通信的部分，因为这直接关系到我们日常生活中的网络速度和通信质量。翻阅到相关章节，作者对光纤的传输特性进行了详尽的介绍，包括色散、衰减以及非线性效应等。我尤其喜欢他对于不同类型光纤（如单模光纤和多模光纤）的特性对比分析，这让我清晰地了解了它们各自的优缺点以及适用场景。书中对光放大器的原理讲解也相当到位，特别是关于掺铒光纤放大器（EDFA）的工作机制，作者用图文并茂的方式，解释了其在高功率光信号传输中的关键作用。他还提到了新型光放大技术，这让我对光通信技术的未来发展有了更宏观的认识。让我印象深刻的是，书中还涉及了光信号的时分复用（TDM）和波分复用（WDM）技术。作者详细阐述了这两种技术如何提高光纤的传输容量，以及它们在现代光通信网络中的重要性。他对每种技术都进行了深入的分析，包括其原理、优势和局限性，这对我理解光通信系统的架构非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是抱着一颗学习复杂理论的心情来翻阅这本《微波光子学基础》的，毕竟“基础”二字，往往意味着内容会比较系统和深入。刚开始阅读，就被作者严谨的逻辑和清晰的论述风格所吸引。他从光与物质相互作用的基本原理出发，循序渐进地介绍了光子的概念、能量量子化以及光电效应等关键概念。我特别欣赏作者在讲解薛定谔方程在光子学中的应用时，没有回避数学的严谨性，而是通过详细的推导过程，展示了量子力学是如何为理解光子的行为提供理论基础的。书中关于光学谐振腔的部分，让我受益匪浅。作者不仅详细讲解了谐振腔的结构和工作原理，还深入探讨了其在激光器、滤波器等器件中的应用。他引入的品质因子（Q因子）的概念，以及它如何影响谐振腔的性能，让我对谐振腔的设计有了更深的理解。此外，书中对非线性光学现象的介绍，也十分引人入胜。作者通过引入非线性系数等概念，解释了高强度光场如何引起物质的非线性响应，进而产生倍频、参量放大等现象。这些内容对我理解更高级的光子学理论和应用，打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直对半导体材料在光信号处理中的应用非常着迷，所以当我在书架上看到这本《微波光子学基础》时，内心是充满期待的。拿到手里翻阅，书的装帧非常扎实，纸张的质感也很不错，这对于一本技术性强的书籍来说，能提供很好的阅读舒适度。我最感兴趣的是关于光电器件的部分。书中对各种类型的调制器和探测器的原理讲解得非常透彻，我尤其喜欢作者在描述马赫-曾德尔调制器时，对相位调制和幅度调制之间的转换过程进行的详细阐释。他不仅给出了详细的数学推导，还结合了实际的结构图，让我清晰地看到了电场是如何影响光波的相位，进而实现光信号的调制的。书中关于硅光子技术的部分，也让我眼前一亮。作者介绍了如何利用现有半导体工艺制造光波导、耦合器等基本器件，以及这些器件如何集成到芯片上。这一点非常具有现实意义，因为它直接关系到光通信和光计算的未来发展。我发现书中还涉及了一些新兴的光子器件，比如利用量子点的光发射器和新型探测器，这些内容展现了该领域的最新研究动态，对于我了解前沿技术非常有帮助。总的来说，这本书在理论深度和实践应用之间找到了很好的平衡点，让我对微波光子学在现代科技中的作用有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本《微波光子学基础》的排版和字体都非常舒适，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。我一直对光与电子的交叉领域抱有浓厚的兴趣，因此对书中关于光电子器件的论述尤为关注。作者在介绍光电耦合效应时，从材料的能带结构入手，详细阐述了不同半导体材料在光照下产生电荷载流子的过程，以及这些载流子如何被收集和利用。他对于pn结、PIN结等半导体结构的讲解，非常清晰且易于理解，并结合了大量的器件结构示意图，使抽象的理论变得直观。书中对光电探测器类型的分类和性能指标的分析，也让我受益匪浅。我尤其欣赏作者在描述光电二极管、雪崩光电二极管（APD）和光电倍增管（PMT）时，对它们的工作原理、响应速度、灵敏度等方面的详细对比。这一点对于我选择合适的探测器来满足不同应用场景的需求，提供了重要的参考。此外，书中还涉及了光电耦合器和光电开关等器件，这些内容展示了光信号与电信号之间如何进行转换和控制，为我理解许多光电子应用提供了理论基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就带着一股严谨的科学气息，深蓝色的背景上，是流线型的光波纹和抽象的电子器件轮廓，仿佛预示着即将展开的微观世界探索。我拿到书的那一刻，就迫不及待地翻开了第一章。不得不说，作者的开篇非常出色，他没有上来就抛出一堆晦涩的公式和理论，而是从人类对光的认识史娓娓道来，从牛顿的棱镜实验，到麦克斯韦的电磁波理论，再到量子力学的诞生，一步步勾勒出光子学的宏伟图景。这种叙事方式让我感觉自己像是在跟一位经验丰富的老师对话，他耐心细致地为我讲解每一个概念的渊源和发展。特别是在讲到光子的概念时，作者用了很多生动的比喻，比如将光子比作能量的“小包裹”，形象地解释了光子的波粒二象性。这一点对于初学者来说至关重要，它帮助我绕过了最初的认知障碍，能够更快地进入到核心内容。而且，书中大量的插图和示意图也极大地提升了阅读体验，那些精美的图表清晰地展示了复杂的物理过程，比如光子的产生、传播和相互作用，让我对抽象的理论有了更直观的理解。我甚至觉得，这本书不仅仅是一本教材，更像是一部关于光子学发展史的科普读物，它点燃了我对这个领域的浓厚兴趣。