给程序员讲透量子计算
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作者[美]罗伯特·亨特(Robert Hundt) 著
出版社机械工业出版社
ISBN9787111766667
出版时间2024-12
装帧平装
开本16开
定价119元
货号1203463476
上书时间2024-12-16
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目录
目 录<br />译者序<br />前言<br />致谢<br />第1章 数学基础 1<br />1.1 复数 1<br />1.2 狄拉克符号、左矢和右矢 2<br />1.2.1 内积 3<br />1.2.2 外积 4<br />1.3 张量积 4<br />1.4 酉矩阵和埃尔米特矩阵 5<br />1.5 公式的埃尔米特伴随 6<br />1.6 特征值和特征向量 6<br />1.7 矩阵的迹 7<br />第2章 量子计算基础 9<br />2.1 Tensor类 9<br />2.2 量子比特 12<br />2.3 量子态 14<br />2.3.1 量子比特顺序 16<br />2.3.2 二进制表示 17<br />2.3.3 成员函数 18<br />2.3.4 量子态构造函数 20<br />2.3.5 密度矩阵 22<br />2.4 辅助函数 22<br />2.4.1 比特转换 22<br />2.4.2 比特迭代 23<br />2.5 算子 23<br />2.5.1 酉算子 23<br />2.5.2 基类 24<br />2.5.3 算子的作用 25<br />2.5.4 多量子比特 27<br />2.5.5 算子填充 29<br />2.6 单量子比特门 30<br />2.6.1 单位门 30<br />2.6.2 Pauli矩阵 31<br />2.6.3 旋转 32<br />2.6.4 相位门 34<br />2.6.5 灵活的相位门 35<br />2.6.6 门的平方根 36<br />2.6.7 投影算子 38<br />2.6.8 Hadamard门 39<br />2.7 受控门 41<br />2.7.1 受控非门 44<br />2.7.2 受控–受控非门 44<br />2.7.3 交换门 45<br />2.7.4 受控交换门 46<br />2.8 量子电路表示方法 46<br />2.9 Bloch球 49<br />2.10 全局相位 52<br />2.11 量子纠缠 53<br />2.11.1 直积态 54<br />2.11.2 纠缠电路 54<br />2.11.3 Bell态 56<br />2.11.4 GHZ态 56<br />2.11.5 最大纠缠 57<br />2.12 量子不可克隆定理 57<br />2.13 对消计算 58<br />2.14 约化密度矩阵和分迹 60<br />2.15 测量 63<br />2.15.1 量子力学的基本假设 63<br />2.15.2 投影测量 64<br />2.15.3 实现 66<br />2.15.4 例子 67<br />第3章 简单算法 69<br />3.1 随机数生成器 69<br />3.2 门的等价 70<br />3.2.1 门的根的平方就是门 71<br />3.2.2 倒转受控非门 71<br />3.2.3 受控Z门 72<br />3.2.4 非Y门 73<br />3.2.5 Pauli矩阵的关系 74<br />3.2.6 改变旋转轴 74<br />3.2.7 受控–受控门 75<br />3.2.8 多重受控门 76<br />3.2.9 受控门的等价 77<br />3.2.10 交换门 78<br />3.3 经典算术 78<br />3.4 交换测试 82<br />3.5 量子隐形传态 86<br />3.6 超密编码 90<br />3.7 Bernstein-Vazirani算法 93<br />3.8 Deutsch算法 95<br />3.8.1 问题：区分两种函数 96<br />3.8.2 构造Uf 98<br />3.8.3 计算算子 100<br />3.8.4 实验 101<br />3.8.5 通用oracle算子 103<br />3.8.6 Bernstein-Vazirani算法的<br />oracle形式 103<br />3.9 Deutsch-Jozsa算法 104<br />第4章 可扩展、快速仿真 107<br />4.1 仿真复杂性 107<br />4.2 量子寄存器 109<br />4.3 电路 111<br />4.3.1 量子比特 112<br />4.3.2 门的作用 113<br />4.3.3 门 113<br />4.3.4 伴随门 114<br />4.3.5 测量 115<br />4.3.6 交换算子 115<br />4.3.7 多重受控门的构建 116<br />4.3.8 例子 117<br />4.4 门的快速作用 118<br />4.5 加速门的作用 122<br />4.5.1 电路的最终实现 124<br />4.5.2 过早优化，第一步 125<br />4.6 稀疏表示 127<br />第5章 超越经典 130<br />5.1 1万年、2天还是200s 131<br />5.2 量子随机电路算法 131<br />5.3 电路构造 133<br />5.4 估计 136<br />5.5 评估 138<br />第6章 复杂算法 140<br />6.1 相位反冲 141<br />6.2 量子傅里叶变换 142<br />6.2.1 二进制分数 142<br />6.2.2 相位门 144<br />6.2.3 量子傅里叶变换理论 144<br />6.2.4 双量子比特量子傅里叶<br />变换 146<br />6.2.5 量子傅里叶变换算子 148<br />6.2.6 在线模拟 149<br />6.3 量子算术 150<br />6.4 相位估计 157<br />6.4.1 特征值与特征向量 157<br />6.4.2 相位估计理论 157<br />6.4.3 推导细节 158<br />6.4.4 实现 162<br />6.5 Shor算法 164<br />6.5.1 模运算 164<br />6.5.2 最大公因数 165<br />6.5.3 因数分解 165<br />6.5.4 周期寻找 167<br />6.5.5 Playground 168<br />6.6 求阶 170<br />6.6.1 主程序 174<br />6.6.2 支撑程序 176<br />6.6.3 模加法 178<br />6.6.4 受控模乘法 180<br />6.6.5 连分数 181<br />6.6.6 实验 182<br />6.7 Grover算法 183<br />6.7.1 高层次概述 183<br />6.7.2 相位反转 184<br />6.7.3 关于均值的反转 185<br />6.7.4 简单的数字例子 186<br />6.7.5 双量子比特的例子 186<br />6.7.6 迭代次数 188<br />6.7.7 相位反转的实现 190<br />6.7.8 相位反转算子 191<br />6.7.9 关于均值的反转的实现 191<br />6.7.10 关于均值反转的算子 194<br />6.7.11 Grover算法的实现 195<br />6.8 振幅放大 198<br />6.9 量子计数 200<br />6.10 量子随机游走 204<br />6.10.1 一维游走 204<br />6.10.2 付诸行动 206<br />6.11 变分量子本征求解器 208<br />6.11.1 系统演化 209<br />6.11.2 变分原理 210<br />6.11.3 用Pauli基测量 211<br />6.11.4 VQE算法 213<br />6.11.5 测量特征值 215<br />6.11.6 多量子比特 217<br />6.12 量子近似优化算法 220<br />6.13 最大割算法 221<br />6.13.1 NP算法的Ising公式 221<br />6.13.2 最大割/最小割 221<br />6.13.3 构造图 223<br />6.13.4 计算最大割 223<br />6.13.5 构造哈密顿量 225<br />6.13.6 窥视法的VQE 227<br />6.14 子集和算法 228<br />6.14.1 实现 229<br />6.14.2 实验 230<br />6.15 Solovay–Kitaev定理与算法 231<br />6.15.1 通用门 232<br />6.15.2 SU(2) 232<br />6.15.3 Bloch球的角度和轴 232<br />6.15.4 相似性度量 234<br />6.15.5 预计算门 234<br />6.15.6 算法 235<br />6.15.7 平衡的群交换子 236<br />6.15.8 评估 239<br />6.15.9 随机门序列 240<br />第7章 量子纠错 242<br />7.1 量子噪声 242<br />7.1.1 量子操作 244<br />7.1.2 比特翻转和相位翻转信道 245<br />7.1.3 去极化信道 245<br />7.1.4 振幅阻尼和相位阻尼 246<br />7.1.5 非精确门
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