与量子比特共舞
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作者[美] 罗伯特·S.苏托尔（Robert S. Sutor）
出版社人民邮电出版社
ISBN9787115581242
出版时间2022-08
装帧平装
开本16开
定价109.8元
货号1202710165
上书时间2024-06-02
商品详情
- 品相描述：全新
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商品简介
本书介绍量子计算的理论基础、基本原理和工作机制，帮助读者了解量子计算的基础和概况。全书共12章，首先介绍为什么要使用量子计算，然后分基础知识和量子计算两个部分，介绍量子计算所依赖的经典计算的相关知识，以及量子计算的工作机制，并展望量子计算的发展前景。
本书适合对量子计算感兴趣，并且想要学习和了解与量子计算相关的物理学、计算机科学和工程开发等知识的读者。
作者简介
罗伯特·S.苏托尔拥有30年以上的信息技术行业从业经历并一直担任技术领头人和技术高管。在他的职业生涯中，有20多年时间都在IBM研究院纽约实验室度过。在这期间，他从事或领导着符号数学计算、优化、人工智能、区块链和量子计算方面的工作。他参与完成了许多研究论文并与已故的理查德·D.詹克斯（RichardD.Jenks）合著了《Axiom：科学计算系统》一书。他也曾领导过该企业在新兴行业标准、Linux软件、移动和开源等领域的软件方面的工作。他是一位经过训练的理论数学家，拥有普林斯顿大学博士学位和哈佛学院本科学位。他的编程生涯始于15岁时并已使用过一路出现的大多数编程语言。
译者简介吴攀，资深科技内容译者和编辑。出生于四川省广安市，拥有南京理工大学工学学士学位。已翻译和编写大量科学、技术及相关产业文章，涵盖人工智能、机器人、量子计算、区块链、网络安全、半导体、人造语言等诸多领域。曾先后在半导体媒体《电子发烧友》、科技媒体《雷锋网》和人工智能媒体《机器之心》担任编辑。已出版的译著包括《捍卫隐私》《超级转化率》《人人都该懂的能源新趋势》等。另外，他还是一位科幻小说作者和译者。
目录
第 一部分 基础知识
第 1章 为什么要使用量子计算？2
1.1 神秘的量子比特2
1.2 我没有犯困！5
1.3 量子计算为什么不一样7
1.4 应用于人工智能9
1.5 应用于金融服务15
1.6 可以用于加密吗？18
1.7 小结21
参考资料22
第 2章 经典并不是老旧24
2.1 计算机内部是什么样的？24
2.2 2的幂30
2.3 真或假？32
2.4 逻辑电路34
2.5 逻辑上的加法37
2.6 从算法上讲39
2.7 指数级增长和其他增长40
2.8 那会有多难？41
2.8.1 排序42
2.8.2 搜索49
2.9 小结52
参考资料52
第3章 超越想象的数53
3.1 自然数53
3.2 非负整数55
3.3 整数57
3.4 有理数61
3.4.1 分数61
3.4.2 用数学形式进行概括65
3.5 实数68
3.5.1 小数68
3.5.2 无理数和极限72
3.5.3 二进制形式74
3.5.4 连分数77
3.6 结构82
3.6.1 群82
3.6.2 环85
3.6.3 域87
3.6.4 进一步抽象87
3.7 模算术88
3.8 组合到一起90
3.9 复数90
3.9.1 算术91
3.9.2 共轭92
3.9.2 单位93
3.9.4 多项式和根94
3.10 小结97
参考资料98
第4章 平面、圆和球面，都是啥？100
4.1 函数100
4.2 实平面103
4.2.1 升至二维104
4.2.2 距离和长度105
4.2.3 实平面中的几何图形107
4.2.4 指数和对数111
4.3 三角函数114
4.3.1 基本函数114
4.3.2 反函数117
4.3.3 其他恒等式120
4.4 从直角坐标到极坐标120
4.5 复“平面”121
4.6 实三维124
4.7 小结125
参考资料126
第5章 维度127
5.1 和127
5.2 向量空间132
5.3 线性映射135
5.3.1 线性变换的代数结构136
5.3.2 上的线性变换示例137
5.4 矩阵143
5.4.1 符号和术语143
5.4.2 矩阵和线性映射146
5.5 矩阵代数154
5.5.1 一般矩阵的算术运算155
5.5.2 方阵的算术运算157
5.6 笛卡儿积165
5.7 长度与保持长度166
5.7.1 点积166
5.7.2 内积166
5.7.3 欧几里得范数168
5.7.4 反射变换169
5.7.5 幺正变换173
5.7.6 线性方程组175
5.8 基底的变化177
5.9 特征向量和特征值180
5.10 直和186
5.11 同态188
5.11.1 群同态188
5.11.2 环同态和域同态190
5.11.3 向量空间同态191
5.12 小结192
参考资料192
第6章 “可能”是什么意思？193
6.1 离散193
6.2 更数学形式的描述196
6.3 又错了？197
6.4 概率和纠错198
6.5 随机性200
6.6 期望203
6.7 马尔可夫和切比雪夫抛硬币205
6.8 小结209
参考资料210
第二部分 量子计算
第7章 一个量子比特212
7.1 初识量子比特212
7.2 狄拉克符号215
7.3 单个量子比特的复杂数学和物理学220
7.3.1 量子态的表示方式221
7.3.2 映射标准形式的幺正矩阵223
7.3.3 密度矩阵224
7.3.4 可观测量和期望225
7.4 一种非线性投影227
7.5 布洛赫球面234
7.6 阿达马教授遇到泡利教授239
7.6.1 量子门240
7.6.2 量子门242
7.6.3 量子门243
7.6.4 量子门244
7.6.5 量子门244
7.6.6 量子门246
7.6.7 量子门247
7.6.8 量子门248
7.6.9 量子T门248
7.6.10 量子门249
7.6.11 量子和门250
7.6.12 量子门250
7.6.13 量子操作251
7.7 门和幺正矩阵251
7.8 小结252
参考资料253
第8章 两三个量子比特254
8.1 张量积254
8.2 纠缠260
8.2.1 从单量子比特到双量子比特260
8.2.2 一般情况265
8.2.3 再访密度矩阵267
8.3 多量子比特门268
8.3.1 量子门268
8.3.2 量子门272
8.3.3 量子CNOT门（CX门）273
8.3.4 量子CY和CZ门276
8.3.5 量子门277
8.3.6 量子托佛利门（门）277
8.3.7 量子弗雷德金门（门）278
8.4 小结278
参考资料279
第9章 连接成线路280
9.1 如此之多的量子比特280
9.2 从门到线路281
9.2.1 构建线路281
9.2.2 对受控门的一点说明285
9.3 构建通用模块286
9.3.1 托佛利门288
9.3.2 构建更复杂的线路290
9.3.3 复制量子比特291
9.3.4 量子隐形传态293
9.4 算术296
9.5 欢迎来到德尔斐302
9.6 概率幅放大306
9.6.1 翻转符号307
9.6.2 均值倒反308
9.7 搜索311
9.7.1 格罗弗搜索算法312
9.7.2 使用该预言机313
9.7.3 理解该预言机316
9.7.4 数据问题319
9.8 多依奇-乔萨算法319
9.8.1 更多有关阿达马门的数学知识321
9.8.2 另一种使用预言机构建线路的方式323
9.9 西蒙算法327
9.9.1 问题327
9.9.2 线路330
9.9.3 分析该线路的结果332
9.10 小结335
参考资料336
第 10章 从线路到算法338
10.1 量子傅里叶变换338
10.1.1 单位根339
10.1.2 公式343
10.1.3 线路347
10.2 整数分解349
10.2.1 整数分解问题349
10.2.2 大整数350
10.2.3 经典整数分解：基本方法351
10.2.4 经典整数分解：高级方法357
10.3 那又会有多难？359
10.4 相位估计362
10.5 求阶和周期查找367
10.5.1 模幂369
10.5.2 线路372
10.5.3 连分数部分374
10.6 舒尔算法375
10.7 小结377
参考资料377
第 11章 走向物理实在380
11.1 这不合逻辑380
11.2 什么样的物质才适合作为量子比特？381
11.3 光和光子383
11.3.1 光子384
11.3.2 双缝实验386
11.3.3 极化389
11.4 退相干392
11.4.1 392
11.4.2 和395
11.4.3 纯态和混合态399
11.5 纠错401
11.5.1 纠正比特翻转402
11.5.2 纠正符号翻转403
11.5.3 九量子比特舒尔码404
11.5.4 一般性容错问题的注意事项405
11.6 量子体积406
11.7 软件堆栈和访问410
11.8 模拟411
11.8.1 量子比特412
11.8.2 门413
11.8.3 观测414
11.8.4 线路416
11.8.5 编写模拟器416
11.9 猫417
11.10 小结419
参考资料420
第 12章 有关未来的问题423
12.1 生态系统和社区423
12.2 应用和策略425
12.3 访问426
12.4 软件427
12.5 硬件429
12.6 教育430
12.7 人力资源431
12.8 小结432
参考资料432
附录A 快速参考信息433
A.1 常用右矢433
A.2 量子门和运算（操作）434
附录B 符号437
B.1 希腊字母437
B.2 数学符号和运算437
后记440
内容摘要
本书介绍量子计算的理论基础、基本原理和工作机制，帮助读者了解量子计算的基础和概况。全书共12章，首先介绍为什么要使用量子计算，然后分基础知识和量子计算两个部分，介绍量子计算所依赖的经典计算的相关知识，以及量子计算的工作机制，并展望量子计算的发展前景。
本书适合对量子计算感兴趣，并且想要学习和了解与量子计算相关的物理学、计算机科学和工程开发等知识的读者。
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