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量子計算導(dǎo)論(英文版)

量子計算導(dǎo)論(英文版)

出版社:電子工業(yè)出版社出版時間:2023-04-01
開本: 其他 頁數(shù): 352
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量子計算導(dǎo)論(英文版) 版權(quán)信息

量子計算導(dǎo)論(英文版) 本書特色

真正適合量子計算快速入門的超簡明實用手冊|甄選物理、數(shù)學(xué)、信息論**知識降低學(xué)習(xí)難度|概念、實操、示例項目、測試習(xí)題一應(yīng)俱全,同樣適合課堂教學(xué)《量子計算導(dǎo)論(英文版)》聚焦量子計算如下內(nèi)容:◎清晰闡釋核心概念、術(shù)語和技巧;◎涵蓋**的物理、數(shù)學(xué)和信息論基礎(chǔ)知識;◎提供量子編程操作練習(xí);◎一本適合量子編程初學(xué)者的完美指南。

量子計算導(dǎo)論(英文版) 內(nèi)容簡介

本書清晰介紹了量子計算的核心概念、術(shù)語和技術(shù),涵蓋推薦的數(shù)學(xué)、物理學(xué)和信息論的基礎(chǔ)知識,同時提供了量子編程動手實踐。本書揭開了隱藏在量子計算中的技術(shù)概念和數(shù)學(xué)原理的神秘面紗,展示了量子計算系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)建方式,解釋了量子計算系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)安全的影響,同時概括了抗量子密碼學(xué)的進展。本書還扼要地介紹了當今優(yōu)選的量子編程語言Microsoft Q#和QASM。本書各章包含的習(xí)題測試和示例項目有助于讀者深入理解和運用所學(xué)知識。本書文字淺顯易懂,是量子計算初學(xué)者的完美指南。

量子計算導(dǎo)論(英文版) 目錄

Credits............................................................................................................... 15
Chapter 1 線性代數(shù)入門 ................................................................................. 16
1.1 什么是線性代數(shù) ................................................................................................. 17
1.2 代數(shù)入門 ............................................................................................................. 18
1.2.1 群、環(huán)和域 ............................................................................................. 20
1.3 矩陣數(shù)學(xué) ............................................................................................................. 24
1.3.1 矩陣加法和乘法 ..................................................................................... 25
1.3.2 矩陣轉(zhuǎn)置 ................................................................................................. 27
1.3.3 子矩陣 ..................................................................................................... 28
1.3.4 單位矩陣 ................................................................................................. 29
1.3.5 深入了解矩陣 ......................................................................................... 30
1.4 向量和向量空間 ................................................................................................. 37
1.5 集合論 ................................................................................................................. 39
1.6 小結(jié) ..................................................................................................................... 43
Chapter 2 復(fù)數(shù)................................................................................................ 46
2.1 什么是復(fù)數(shù) ......................................................................................................... 46
2.2 復(fù)數(shù)的代數(shù)運算 ................................................................................................. 48
2.3 用圖形表示復(fù)數(shù) ................................................................................................. 52
2.4 用向量表示復(fù)數(shù) ................................................................................................. 59
2.5 泡利矩陣 ............................................................................................................. 62
2.5.1 泡利矩陣的代數(shù)性質(zhì) ............................................................................. 66
2.6 超越數(shù) ................................................................................................................. 70
2.7 小結(jié) ..................................................................................................................... 72
Chapter 3 量子計算的物理學(xué)基礎(chǔ) ................................................................... 74
3.1 量子之旅 ............................................................................................................. 75
3.2 量子物理學(xué)要點 ................................................................................................. 79
3.2.1 基本原子結(jié)構(gòu) ......................................................................................... 79
3.2.2 希爾伯特空間 ......................................................................................... 82
3.2.3 不確定性 ................................................................................................. 84
3.2.4 量子態(tài) ..................................................................................................... 87
3.2.5 量子糾纏 ................................................................................................. 89
3.3 小結(jié) ..................................................................................................................... 91
Chapter 4 量子計算的計算機科學(xué)基礎(chǔ)............................................................ 94
4.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ............................................................................................................. 95
4.1.1 列表 ......................................................................................................... 95
4.1.2 二叉樹 ................................................................................................... 102
4.2 算法 ................................................................................................................... 102
4.2.1 排序算法 ............................................................................................... 104
4.3 計算復(fù)雜性理論 ............................................................................................... 107
4.3.1 圈復(fù)雜度 ............................................................................................... 107
4.3.2 霍爾斯特德度量指標 ........................................................................... 108
4.4 編碼理論 ........................................................................................................... 109
4.5 邏輯門 ............................................................................................................... 110
4.5.1 與 ........................................................................................................... 110
4.5.2 或 ........................................................................................................... 110
4.5.3 異或 ....................................................................................................... 110
4.5.4 邏輯門的應(yīng)用 ........................................................................................ 111
4.6 計算機架構(gòu) ....................................................................................................... 114
4.7 小結(jié) ................................................................................................................... 117
Chapter 5 信息論基礎(chǔ) ................................................................................... 120
5.1 基本概率 ........................................................................................................... 121
5.1.1 基本概率規(guī)則 ....................................................................................... 121
5.2 集合論 ............................................................................................................... 122
5.3 信息論 ............................................................................................................... 126
5.3.1 定理 1:香農(nóng)的信源編碼定理 ............................................................. 127
5.3.2 定理 2:有噪信道編碼定理 ................................................................. 127
5.3.3 信息熵 ................................................................................................... 127
5.3.4 信息多樣性 ........................................................................................... 130
5.4 量子信息論 ....................................................................................................... 132
5.5 小結(jié) ................................................................................................................... 134
Chapter 6 量子理論基礎(chǔ) ............................................................................... 136
6.1 量子力學(xué)進階 ................................................................................................... 137
6.1.1 狄拉克符號 ........................................................................................... 137
6.1.2 哈密頓算符 ........................................................................................... 138
6.1.3 波函數(shù)坍縮 ........................................................................................... 139
6.1.4 薛定諤方程 .....................................
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量子計算導(dǎo)論(英文版) 作者簡介

查克·伊斯特姆博士在計算機安全、取證和密碼學(xué)等領(lǐng)域出版了31部著作,其中部分著作已被60多所高校用作教材。伊斯特姆博士還在數(shù)字取證、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)、密碼學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)表過大量學(xué)術(shù)論文(超過70篇),同時擁有22項計算機科學(xué)發(fā)明專利。他擁有3個博士學(xué)位:網(wǎng)絡(luò)安全方面的科學(xué)博士學(xué)位(論文題目為a study of lattice-based cryptographic algorithms for post-quantum computing),納米技術(shù)方面的技術(shù)博士學(xué)位(論文題目為The Effects of Complexity on Carbon Nanotube Failures),以及計算機科學(xué)博士學(xué)位(論文題目為On the Application of Graph Theory to Digital Forensics)。此外,他還擁有應(yīng)用計算機科學(xué)、教育學(xué)和系統(tǒng)工程3個專業(yè)的碩士學(xué)位。伊斯特姆博士還是電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)和國際計算機協(xié)會(ACM)資深會員,國際密碼研究協(xié)會(IACR)和系統(tǒng)工程國際委員會(INCOSE)會員,以及ACM杰出演講者和IEEE杰出訪問者。伊斯特姆博士現(xiàn)任喬治城大學(xué)兼職講師。

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