面向計(jì)算機(jī)科學(xué)家的量子計(jì)算

第1章復(fù)數(shù)1
1.1基本定義1
1.2復(fù)數(shù)的代數(shù)3
1.3復(fù)數(shù)的幾何7
第2章復(fù)向量空間17
2.1  n作為主要示例17
2.2定義、屬性和示例20
2.3基和維度28
2.4內(nèi)積和希爾伯特空間34
2.5特征值和特征向量39
2.6厄米矩陣和酉矩陣40
2.7向量空間的張量積43
第3章從經(jīng)典計(jì)算到量子計(jì)算的飛躍48
3.1經(jīng)典確定性系統(tǒng)48
3.2概率系統(tǒng)51
3.3量子系統(tǒng)58
3.4裝配系統(tǒng)65
第4章基礎(chǔ)量子理論70
4.1量子態(tài)70
4.2可觀察量78
4.3測量86
4.4動(dòng)力學(xué)88
4.5組裝量子系統(tǒng)90
第5章體系結(jié)構(gòu)95
5.1比特和量子比特95
5.2經(jīng)典的邏輯門100
5.3可逆門104
5.4量子門109第6章算法118
6.1Deutsch算法118
6.2DeutschJozsa算法125
6.3Simon的周期性算法131
6.4Grover的搜索算法138
6.5Shor的因子分解算法145
第7章編程語言157
7.1量子世界中的編程157
7.2量子匯編編程158
7.3面向更高層次的量子編程165
7.4量子計(jì)算機(jī)之前的量子計(jì)算170
〖1〗〖2〗面向計(jì)算機(jī)科學(xué)家的量子計(jì)算〖1〗目錄
第8章理論計(jì)算機(jī)科學(xué)171
8.1確定性和非確定性計(jì)算171
8.2概率計(jì)算176
8.3量子計(jì)算180
第9章密碼學(xué)188
9.1經(jīng)典密碼學(xué)188
9.2量子密鑰交換I: BB84協(xié)議192
9.3量子密鑰交換Ⅱ: B92協(xié)議197
9.4量子密鑰交換Ⅲ: EPR協(xié)議198
9.5量子隱形傳態(tài)200
第10章信息論205
10.1經(jīng)典信息和香農(nóng)熵205
10.2量子信息與馮·諾依曼熵207
10.3經(jīng)典和量子數(shù)據(jù)壓縮213
10.4糾錯(cuò)碼218
第11章硬件221
11.1量子硬件: 目標(biāo)和挑戰(zhàn)221
11.2實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)Ⅰ: 離子阱225
11.3實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)Ⅱ: 線性光學(xué)227
11.4實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)Ⅲ: 核磁共振和超導(dǎo)體228
11.5量子產(chǎn)品的未來229附錄A量子計(jì)算的歷史參考書231
A.1閱讀科學(xué)文章231
A.2計(jì)算模型232
A.3量子門232
A.4量子算法和實(shí)現(xiàn)233
A.5量子密碼學(xué)234
A.6量子信息234
A.7更多里程碑？235
附錄B選擇的練習(xí)答案236
附錄C量子計(jì)算MATLAB實(shí)驗(yàn)257
C.1玩轉(zhuǎn)MATLAB257
C.2復(fù)數(shù)和矩陣257
C.3量子計(jì)算260
附錄D及時(shí)了解量子新聞: 網(wǎng)絡(luò)上的和文獻(xiàn)中的量子計(jì)算263
D.1及時(shí)了解熱門新聞263
D.2與科學(xué)文獻(xiàn)保持同步264
D.3與時(shí)俱進(jìn)的最佳方式265
附錄E選定的學(xué)生演講主題266
E.1復(fù)數(shù)267
E.1.1復(fù)數(shù)的歷史267
E.1.2復(fù)平面幾何267
E.1.3黎曼球體和莫比烏斯變換267
E.2復(fù)向量空間268
E.2.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的矩陣268
E.2.2向量空間的歷史268
E.3從經(jīng)典到量子的飛躍268
E.3.1惠更斯原理和波動(dòng)力學(xué)268
E.3.2量子橡皮擦268
E.4基本量子理論269
E.4.1解釋量子理論269
E.4.2EPR悖論269
E.4.3貝爾定理269
E.4.4KochenSpecker 定理270
E.4.5薛定諤的貓270
E.5架構(gòu)270
E.5.1麥克斯韋妖、朗道爾原理和信息物理學(xué)270
E.5.2經(jīng)典可逆計(jì)算271
E.5.3更多量子門和通用量子門271
E.6算法271
E.6.1概率算法271
E.6.2隱藏子群問題271
E.6.3經(jīng)典因式分解算法272
E.6.4傅里葉變換272
E.7編程語言272
E.7.1SQRAM: 成熟的量子匯編器272
E.7.2QCL和Q: 比較272
E.7.3函數(shù)式量子編程: QML273
E.8理論計(jì)算機(jī)科學(xué)273
E.8.1素性測試273
E.8.2量子有限自動(dòng)機(jī)273
E.8.3量子Oracle計(jì)算273
E.9密碼學(xué)274
E.9.1RSA274
E.9.2量子認(rèn)證274
E.10信息論274
E.10.1量子游戲274
E.10.2復(fù)合系統(tǒng)的量子熵274
E.10.3量子糾錯(cuò)碼275
E.11硬件275
E.11.1退相干和經(jīng)典世界的出現(xiàn)275
E.11.2現(xiàn)有量子硬件方法的比較275
E.11.3量子密碼學(xué)的當(dāng)前實(shí)現(xiàn)275
參考文獻(xiàn)276