突破經典信息科學的極限

內容簡介

近20年來量子力學的新進展為信息科學的發展注入了新的活力，量子力學的奇妙特性為信息科學提供了嶄新的原理和方法，提供了突破經典信息科學極限的途徑。有科學家預言，21世紀，人類將從經典資訊時代跨越到量子資訊時代。本書首先介紹了量子力學的新進展以及量子力學的奇妙特性。在此基礎上，介紹了量子信息科學是怎樣通過直接調控微觀粒子的量子態來展現古希臘神話中的一種“魔法”——隱形傳態(Teleportation)，展現量子計算機驚人的計算速度和搜尋功能以及完成這些功能的基本原理。無論是志向於研究信息科學和物理科學的年輕學者、研究生，還是對科學具有好奇心的大學生，都能在本書中得到一種啟迪，感受到量子世界令人陶醉的魅力，享受量子力學的奇妙特性所帶來的快樂。本書可作為碩士、博士研究生的教材，也可供高校教師、研究人員以及對量子信息感興趣的人們學習、參考。

圖書目錄

第1章量子力學基礎

1.1 態矢量

1.2 態矢量的時間演化

1.3 對易關係和不確定性關係

1.4 自旋體系的量子態

1.5 量子比特

1.6 角動量、自旋與旋轉

習題

第2章 EPR對和觀測問題

2.1 EPR對

2.2 量子態的傳送

2.3 Einstein的量子力學局域性原理

2.4 二粒子關聯繫的觀測與隱變數理論

2.4.1 CHSH不等式

2.4.2 經典關聯和量子關聯：核分裂問題

2.5 基於光子對的EPR實驗

習題

第3章經典計算機

3.1 邏輯電路

3.2 時序電路和存儲器

3.3 Netlmann型計算機

3.4 圖靈機

3.5 可計算性和計算的複雜性

3.5.1 四則運算

3.5.2 素數分解和素數的判定問題

3.5.3 組合問題

3.5.4 計算的複雜性和計算量

習題

第4章量子邏輯門

4.1 基本量子門

4.2 受控量子門

4.3 量子圖靈機

4.4 量子Fourier變換（3比特情況）

習題

第5章信息、通信理論

5.1 熵

5.1.1 信息量的定義

5.1.2 熵

5.1.3 信息的編碼

5.1.4 Von NeuImann熵

5.2 通信中的信息量

習題

第6章量子計算

6.1 量子比特和量子暫存器

6.2 Deutsch-Josza算法

突破經典信息科學的極限

基本介紹

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