商品描述
本書深入探討量子計算與量子信息領域的核心 概念和前沿技術，旨在為讀者提供系統化的理論基 礎和實際應用的全面指導。量子基礎部分從量子比 特的概念出發，介紹雙量子比特系統的測量及Bell 態等知識。再通過分析量子線路、量子邏輯門和酉 操作，幫助讀者理解量子態演化和量子計算技術。 在量子計算部分，討論量子傅裏葉變換的理論基礎 及其在相位估計、因子分解等應用中的作用。在 Grover算法部分，提供該算法的詳細步驟及時間覆 雜度分析，為實際問題提供理論支持。在量子信息 部分，詳細介紹量子糾錯的基本理論和Shor碼的實 現，從而幫助讀者理解如何處理錯誤並確保計算準 確性。 本書適用於數學、物理學、計算機科學、計算 機工程和相關專業的高年級本科生和低年級研究生 ，特別是那些希望在量子計算領域深入研究的實踐 者和研究者。
目錄大綱
緒論 1
第一節 引言 1
第二節 量子計算與量子信息的歷史 1
第三節 量子計算與量子信息發展的方向 3
第一篇 量子基礎介紹
第一章 量子比特概述 7
第一節 引言 7
第二節 量子比特 7
一、量子比特基礎 7
二、量子比特狀態的幾何表示 8
第三節 雙量子比特 9
一、雙量子比特系統與測量 9
二、Bell態 11
三、EPR佯謬 12
第四節 本章小結 14
第二章 量子線路基礎 15
第一節 引言 15
第二節 量子邏輯門 15
一、量子態的演化 15
二、酉操作 16
三、單量子邏輯門 17
四、雙量子邏輯門 18
第三節 CHSH遊戲 20
一、CHSH遊戲的基本規則 20
二、經典解法 21
三、量子比特狀態的幾何理解 23
四、量子解法 25
第四節 量子隱形傳態 28
一、量子不可克隆定理 28
二、量子隱形傳態的實現 30
第五節 量子線路的特性 32
一、量子線路的疊加 32
二、量子線路的可逆 33
三、垃圾比特帶來的影響 34
第六節 本章小結 35
第二篇 量子計算
第三章 量子傅裏葉變換與應用 39
第一節 引言 39
第二節 基礎量子算法 39
一、Hadamard變換 39
二、奇偶問題 41
三、西蒙算法 44
第三節 量子傅裏葉變換的原理 51
一、量子傅裏葉變換公式化簡 51
二、量子傅裏葉變換對應電路 55
第四節 量子傅裏葉變換的應用 58
一、相位估計 58
二、求階 61
三、因子分解Shor算法 68
第五節 本章小結 70
第四章 量子搜索算法 72
第一節 引言 72
第二節 Grover算法 72
一、Grover算法的具體步驟 72
二、Grover算法的時間覆雜度分析 77
第三節 本章小結 81
第三篇 量子信息
第五章 量子糾錯 85
第一節 引言 85
第二節 常見錯誤 85
一、比特翻轉錯誤 85
二、相位翻轉錯誤 88
第三節 Shor碼 91
一、Shor碼對應編碼線路 91
二、Shor碼糾錯的具體步驟 94
第四節 無須測量的解碼線路 95
第五節 本章小結 98
參考文獻 99
