量子理论 可视化量子过程及其应用
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作者(英)鲍勃·科克,(荷)亚历克斯·基辛格
出版社机械工业出版社
ISBN9787111689850
出版时间2021-09
装帧平装
开本16开
定价239元
货号1202498100
上书时间2024-08-26
商品详情
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目录
译者序
前言
第1章引言1
1.1企鹅和北极熊1
1.2新鲜事4
1.2.1量子理论新角度：特征4
1.2.2数学新形式：图形6
1.2.3物理学新基础：过程理论8
1.2.4新规范：量子图形化9
1.3历史回顾与参考文献10
第2章阅读指南14
2.1你是谁，你想要什么14
2.2菜单14
2.2.1图形在本书中的演变15
2.2.2好莱坞大片风格的预告片16
2.2.3中间的某些符号污染17
2.2.4本章小结、历史回顾与参考文献、题词18
2.2.5加星号的标题和进阶阅读材料章节18
2.3常见问题19
第3章图形化过程21
3.1从过程到图形21
3.1.1过程用框表示，系统用线表示21
3.1.2过程理论24
3.1.3图形也是数学26
3.1.4过程等式28
3.1.5图形代换31
3.2线路图32
3.2.1并行组合33
3.2.2串行组合34
3.2.3线路的两个等价定义35
3.2.4图形打败代数37
3.3作为过程的函数和关系39
3.3.1集合39
3.3.2函数40
3.3.3关系42
3.3.4函数与关系44
3.4特殊过程44
3.4.1状态、效应和数字45
3.4.2说说不可能：零图50
3.4.3“只差一个倍数”就能相等的过程51
3.4.4Dirac符号52
3.5本章小结54
*3.6进阶阅读材料56
3.6.1抽象张量系统56
3.6.2对称幺半范畴57
3.6.3一般图形与线路图59
3.7历史回顾与参考文献60
第4章字符串图62
4.1杯、盖和字符串图63
4.1.1可分离性63
4.1.2过程-态对偶性65
4.1.3拉伸方程67
4.1.4字符串图69
4.2转置和迹70
4.2.1转置71
4.2.2复合系统的转置74
4.2.3迹和分迹75
4.3翻转图76
4.3.1伴随77
4.3.2共轭80
4.3.3内积84
4.3.4幺正性87
4.3.5正性88
4.3.6-正性89
4.3.7投影算子90
4.4字符串图中的量子特征92
4.4.1通用可分离性的不可行定理93
4.4.2克隆的两个不可行定理96
4.4.3仿佛时光在倒流99
4.4.4隐形传态101
4.5本章小结105
*4.6进阶阅读材料107
4.6.1抽象张量系统中的字符串图108
4.6.2对偶类型和自对偶性108
4.6.3匕首紧致闭合范畴111
4.7历史回顾与参考文献112
第5章图形表征下的希尔伯特空间114
5.1基与矩阵115
5.1.1基的类型115
5.1.2过程的矩阵120
5.1.3过程的求和123
5.1.4矩阵表征下的过程127
5.1.5同构和幺正变换的矩阵130
5.1.6自伴随和正过程的矩阵133
5.1.7矩阵的迹136
5.2矩阵运算137
5.2.1矩阵的串行组合137
5.2.2矩阵的并行组合138
5.2.3杯和盖的矩阵形式143
5.2.4矩阵的字符串图144
5.2.5作为过程理论的矩阵145
5.3希尔伯特空间147
5.3.1图形表征下的线性映射和希尔伯特空间147
5.3.2共轭的正性148
5.3.3为什么数学家喜欢复数150
5.3.4经典逻辑门为线性映射154
5.3.5X-基和阿达马门线性映射156
5.3.6贝尔基和贝尔映射159
5.4希尔伯特空间与图形162
5.4.1线性映射的字符串图是完备的163
5.4.2希尔伯特空间的集合理论定义164
5.5本章小结170
*5.6进阶阅读材料173
5.6.1超越有限维数174
5.6.2具有求和与基的范畴175
5.6.3扭结理论中的求和176
5.6.4对称幺半范畴的等价177
5.7历史回顾与参考文献181
第6章量子过程183
6.1翻倍表征下的纯量子映射184
6.1.1翻倍产生概率184
6.1.2翻倍消除全局相位187
6.1.3纯量子映射的过程理论189
6.1.4通过翻倍保留的事物193
6.1.5不能通过翻倍保留的事物196
6.2丢弃表征下的量子映射199
6.2.1丢弃199
6.2.2杂化202
6.2.3量子态的权重和因果性204
6.2.4量子映射的过程理论208
6.2.5量子映射的因果性212
6.2.6因果性表征的下同构和幺正性213
6.2.7Kraus分解与混合216
6.2.8无广播定理220
6.3过程理论的相对论223
6.3.1因果结构224
6.3.2因果性意味着无信号传递227
6.3.3因果性和协方差228
6.4量子过程229
6.4.1非确定性量子过程230
6.4.2所有量子映射的非确定性实现233
6.4.3量子过程的纯化234
6.4.4隐形传态需要经典通信237
6.4.5受控过程238
6.4.6详细的量子隐形传态239
6.5本章小结241
*6.6进阶阅读材料244
6.6.1翻倍一般过程理论244
6.6.2翻倍公理245
6.6.3现在看看接近不同的事物246
6.7历史回顾与参考文献247
第7章量子测量249
7.1标准正交基测量250
7.1.1测量设备的入门介绍250
7.1.2破坏性标准正交基测量252
7.1.3非破坏性标准正交基测量256
7.1.4叠加与干涉257
……
内容摘要
本书通过图形语言解释了量子世界的专享特征，提出了一种新颖的可视化方法来表达复杂的理论。书中采用了一种独特的架构，以直观的方式来阐述量子特征，无须进行复杂运算，只要求读者具备基本的数学知识。接近用图形表达的量子理论集作者近十年研究工作之大成，将线性代数和希尔伯特空间中的经典技术与量子计算和基础领域的前沿发展统一起来。
本书寓教于乐，包含100多个练习，是高校学生学习量子理论的理想入门教科书，同时也可以为物理学、生物学、语言学和认知科学等众多领域的研究人员提供参考。
主编推荐
1.本书接近用图解的方式解释量子世界的专享特征，通过可视化方法来表达复杂的量子理论和特征，只要求读者具备基本的数学知识，适合作为学习量子理论和应用的入门参考书或教材。2.本书由牛津大学量子交叉学科研究组负责人鲍勃?科克教授领衔撰写，集作者十年研究工作之大成，用纯图形方式重新表述量子理论。3.本书由剑桥大学Jeremy Butterfield教授和伊利诺伊大学Louis Kauffman教授联袂推荐。
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