量子計(jì)算與量子信息原理

內(nèi)容概要

量子計(jì)算和量子信息是一門新興且迅速發(fā)展的交叉學(xué)科，對于涉入此領(lǐng)域的初學(xué)者來說，想不涉及大量技術(shù)細(xì)節(jié)，而要理解其基本概念與研究成果，并非易事。通過本書簡單而自足的導(dǎo)論，不需要任何關(guān)于量子力學(xué)或者經(jīng)典計(jì)算的預(yù)備知識，便可順利閱讀此書。這部教材實(shí)用性強(qiáng)，是一部有用而內(nèi)容并不繁冗的學(xué)科入門指南。第一卷可以作為"量子信息與計(jì)算課程"的教科書，適于一學(xué)期講授，其對象既可以是本科高年級學(xué)生，也可以是研究生。本書另選編了大量習(xí)題并附答案，它們是正文的重要補(bǔ)充，有利于幫助學(xué)生進(jìn)一步熟悉該領(lǐng)域。對于已經(jīng)在本科課程中學(xué)過物理、數(shù)學(xué)或者計(jì)算科學(xué)基本背景知識的讀者，如想要了解量子信息與計(jì)算的基本原理，這部教材也是一本有益的讀物。

作者簡介

Giuliano
Benenti，1969年u月7日出生于意大／~lJVoghera(Pavia)．他作為理論物理學(xué)家，現(xiàn)工作于意大利科莫的Insubria大學(xué)．他在意大利米蘭大學(xué)獲得物理方面的博士學(xué)位，并曾在法國Saclay的CEA做過博士后工作．他的主要研究興趣在以下領(lǐng)域：經(jīng)典與量子混沌、開放量子系統(tǒng)、介觀物理、無序系統(tǒng)、相變、多體系統(tǒng)以及量子信息理論．
 Giulio
Casati，1942年l2月9日出生于意大~lJBrenna(科莫)．現(xiàn)任意大利科莫的Insubria大學(xué)理論物理學(xué)教?，曾在米蘭大學(xué)任教授，曾是新加坡國立大學(xué)的杰出訪問教授．他是歐洲科學(xué)院院士，Insubria大學(xué)非線性與復(fù)雜系統(tǒng)中心主任，于1991年獲F．Somainim意大利獎．他也是多本經(jīng)典與量子混沌方面文集的主編，在以下方面做過開創(chuàng)性的研究工作：非線性動力學(xué)，經(jīng)典與量子混沌及其在原子、固體、原子核物理中的應(yīng)用和近年來在量子計(jì)算機(jī)方面的應(yīng)用．
 Giuliano
Strini，1937年9月9日出生于意大利羅馬．現(xiàn)任米蘭大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理方面的副教授，已教過數(shù)年量子計(jì)算課程．自1963年以來，他參與了米蘭迴施加速器的建造與完善．所發(fā)表的論文涉及原子核反應(yīng)、核譜學(xué)、引力波探測、量子光學(xué)和近年來的量子計(jì)算機(jī)課題．他是意大利物理學(xué)會會員與美國光學(xué)學(xué)會會員．

書籍目錄

中譯本序
譯者序
序言
引言與概述
第1章 經(jīng)典計(jì)算導(dǎo)論
 1.1 圖靈機(jī)
 1.1.1 圖靈機(jī)上的加法運(yùn)算
 1.1.2 Church-圖靈命題
 1.1.3 通用圖靈機(jī)
 1.1.4 概率圖靈機(jī)
 1.1.5* 停機(jī)問題
 1.2 計(jì)算的線路模型
 1.2.1 二進(jìn)制算術(shù)
 1.2.2 基本邏輯門
 1.2.3 通用經(jīng)典計(jì)算
 1.3 計(jì)算復(fù)雜性
 1.3.1 復(fù)雜類
 1.3.2* Chernoff界限
 1.4* 對動力學(xué)系統(tǒng)性質(zhì)的計(jì)算
 1.4.1* 確定性混沌
 1.4.2* 算法復(fù)雜性
 1.5 能量和信息
 1.5.1 麥克斯韋妖
 1.5.2 Landauer原理
 1.5.3 從信息提取功
 1.6 可逆計(jì)算
 1.6.1
Toffoli門和Fredkin門
 1.6.2* 臺球計(jì)算機(jī)
 1.7 參考資料指南
第2章 量子力學(xué)引論
 2.1 Stern-Gerlach實(shí)驗(yàn)
 2.2 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)
 2.3 線性矢量空間
 2.4 量子力學(xué)基本假設(shè)
 2.5 EPR佯謬和貝爾不等式
 2.6 參考資料指南
第3章 量子計(jì)算
 3.1 量子比特
 3.1.1 Bloch球
 3.1.2 量子比特態(tài)的測量
 3.2 量子計(jì)算的線路模型
 3.3 單量子比特門
 3.4 受控門和糾纏的產(chǎn)生
 3.5 通用量子門
 3.6 幺正誤差
 3.7 函數(shù)賦值
 3.8 量子加法器
 3.9 Deutsch算法
 3.9.1
Deutsch-Jozsa問題
 3.9.2*
Deutsch算法的推廣
 3.10 量子搜索
 3.10.1 從4個條目中尋找一個
 3.10.2 從N個條目中找出一個
 3.10.3 幾何圖像
 3.11 量子傅里葉變換
 3.12 量子相位估計(jì)
 3.13* 本征值與本征函數(shù)求解
 3.14 周期求解與Shor算法
 3.15 動力學(xué)系統(tǒng)的量子計(jì)算
 3.15.1 薛定諤方程的量子模擬
 3.15.2* 量子面包師映射
 3.15.3* 量子鋸齒映射
 3.15.4*
動力學(xué)局域化的量子計(jì)算
 3.16 在實(shí)驗(yàn)上的首次實(shí)現(xiàn)
 3.16.1
利用自旋量子比特實(shí)現(xiàn)的基本邏輯門
 3.16.2 量子計(jì)算的首次實(shí)現(xiàn)綜述
 3.17 參考資料指南
第4章 量子通信
 4.1 經(jīng)典密碼術(shù)
 4.1.1 Vernam密碼
 4.1.2 公鑰密碼系統(tǒng)
 4.1.3 RSA方案
 4.2 不可克隆定理
 4.3 量子密碼術(shù)
 4.3.1 BB84方案
 4.3.2 E91方案
 4.4 密集編碼
 4.5 量子隱形傳態(tài)
 4.6 實(shí)驗(yàn)狀況概述
 4.7 參考資料指南
習(xí)題答案
主要參考文獻(xiàn)
索引

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圖書標(biāo)簽Tags

無

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