量子信息处理导论

本书特色

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　　《量子信息处理导论》涵盖了量子信息的各个方面，但鉴于时间有限，并非面面俱到。《量子信息处理导论》第2章讨论密度矩阵及其表示。第3章研究纠缠理论，包括Bell不等式、纠缠检测和Peres部分转置检测。并且证明如何在纯态和混合态中实现纠缠量化，随后研究双量子纠缠态的共生纠缠度。纠缠是实现量子通信的一种重要手段，例如隐态传输和密集编码。第4章研究广义量子动力学，它归纳了量子态的标准幺正演化，并可以推导出量子映射的Kraus表示及其实际应用——消偏振信道。同时也证明了一些不存在的量子映射，如可以完美复制任意输入态的量子克隆映射。
　　第5章研究量子测量理论。类似用量子映射归纳标准幺正变换，正算子取值测度（POVM）归纳了标准投影测量。这里引入一个用POVM表述的广义测量的拓展理论。区分两种非正交量子态问题就属于这类测量，《量子信息处理导论》将讨论两种常用的区分策略，即小差错策略和无错区分策略。POVM引发了量子密码学的讨论，主要有B92协议和早期BB84协议。量子信息理论在量子通信中的诸多神奇应用，例如秘密共享，都依赖于某些量子映射的不可能性。
　　第7章讨论量子计算，侧重研究量子信息处理领域中另一个重要理论，叠加原理。其中包括Deutsch-Jozsa算法、Bernstein-Vazirani算法、Grover搜索算法以及周期搜索，同时也研究了量子游走在搜寻新算法的重要运用。实际量子计算中首要解决的问题是误码。因此，量子纠错码应运而生。随后对量子编码理论进行研究，包括Shor码和CSS码。　　《量子信息处理导论》涵盖了量子信息的各个方面，但鉴于时间有限，并非面面俱到。《量子信息处理导论》第2章讨论密度矩阵及其表示。第3章研究纠缠理论，包括Bell不等式、纠缠检测和Peres部分转置检测。并且证明如何在纯态和混合态中实现纠缠量化，随后研究双量子纠缠态的共生纠缠度。纠缠是实现量子通信的一种重要手段，例如隐态传输和密集编码。第4章研究广义量子动力学，它归纳了量子态的标准幺正演化，并可以推导出量子映射的Kraus表示及其实际应用——消偏振信道。同时也证明了一些不存在的量子映射，如可以完美复制任意输入态的量子克隆映射。
　　第5章研究量子测量理论。类似用量子映射归纳标准幺正变换，正算子取值测度（POVM）归纳了标准投影测量。这里引入一个用POVM表述的广义测量的拓展理论。区分两种非正交量子态问题就属于这类测量，《量子信息处理导论》将讨论两种常用的区分策略，即小差错策略和无错区分策略。POVM引发了量子密码学的讨论，主要有B92协议和早期BB84协议。量子信息理论在量子通信中的诸多神奇应用，例如秘密共享，都依赖于某些量子映射的不可能性。
　　第7章讨论量子计算，侧重研究量子信息处理领域中另一个重要理论，叠加原理。其中包括Deutsch-Jozsa算法、Bernstein-Vazirani算法、Grover搜索算法以及周期搜索，同时也研究了量子游走在搜寻新算法的重要运用。实际量子计算中首要解决的问题是误码。因此，量子纠错码应运而生。随后对量子编码理论进行研究，包括Shor码和CSS码。
　　第8章讨论量子计算机，它是一种基于量子系统实现量子操作的设备。量子计算机可以是单功能或者可编程的，同时将讨论可编程计算机的极限情况。*后了解可编程量子态分辨器，该设备中是用待区分量子态以编程形式出现的，而非直接硬线接入设备中。

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内容简介

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本书通过物理原理和数学模型向读者展示了量子信息有别于经典信息的特征。章简述了量子比特概念及模型，量子态密度矩阵及其表示方式，随后研究了量子力学中十分重要的一个理论――纠缠现象，并介绍Bell不等式、纠缠检测、纯态和混合态的纠缠量化等重要概念。同时举了两个利用纠缠理论实现量子通信的实例，即隐态传输和密集编码。接下来讨论了广义量子动力学，重点讲解了幺正演化和量子映射概念。量子映射是一个重要的概念，即在不同的算子和环境作用下量子态发生相应变化。之后介绍量子测量理论，其中提到了一个重要的概念――正算子取值测度(POVM)，它是一种标准投影测量，主要用在区分两种非正交量子态问题中。本书选取了两种经典的量子态区分策略，即很小差错策略和无错区分策略。在介绍完量子信息的基本概念和操作后开始讨论量子密码学，主要介绍了B92量子通信协议和BB84量子通信协议，并介绍了量子秘密共享这一概念。第7章单独介绍量子计算，包括Deutsch-Jozsa算法、Bernstein-Vazirani算法、Grover搜索算法以及周期搜索，并着重介绍量子游走这一概念。随后讨论量子计算机，它是一种量子操作设备，可将经典计算机中的程序用量子态进行替换以实现一些基本的量子计算功能，并点出量子计算机相较于经典计算机的优势在于功能更换方便，不用直接硬线接入设备中。很后一章讨论量子纠错，列举了常见的比特翻转误码和相位翻转误码及对应的纠错方式。

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目录

第1章 导论1．1 量子比特1．2 量子门1．3 量子线路1．4 Deutsch算法1．5 问题参考文献第2章 密度矩阵2．1 集合与子系统2．2 性质2．3 量子纯态与量子混合态2．4 纯态分解与集合表示2．5 数学旁白：二分态的Schmidt分解2．6 纯化、约化密度矩阵与子系统表示2．7 问题参考文献第3章 纠缠3．1 纠缠的定义3．2 Bell不等式3．3 纠缠的代表性应用：密集编码和隐态传输3．3．1 密集编码3．3．2 隐态传输3．4 可分离性条件3．5 纠缠蒸馏和纠缠形成3．5．1 局域操作和经典通信[LOCC]3．5．2 纠缠蒸馏：Procrustean法3．5．3 纠缠形成3．6 纠缠度3．6．1 衡量纯二分态纠缠度的vonNeumann熵：**组性质3．6．2 有用的辅助量：相对熵与Klein不等式3．6．3 vonNeumann熵：第二组性质3．6．4 局域测量对纠缠的影响3．6．5 混合态纠缠3．6．6 局域性系统部分缺失对纠缠的影响3．6．7 束缚纠缠3．7 共生纠缠度3．8 问题参考文献第4章 广义量子动力学4．1 量子映射与超算子4．1．1 量子映射及其Kraus表示4．1．2 量子映射的性质4．1．3 Kraus算子的性质4．2 实例：消偏振信道4．3 不存在的映射4．3．1 克隆映射与不可克隆原理4．3．2 超光速通信4．4 问题参考文献第5章 量子测量理论5．1 概述5．2 标准量子测量5．3 正算子取值测度5．4 Neumark定理与通过广义测量实现的POVM5．5 实例：量子态区分策略5．5．1 两个纯态的无错区分5．5．2 两个量子态之间的*小差错区分5．6 问题参考文献……第6章 量子密码学第7章 量子算法第8章 量子计算机第9章 退相干与量子纠错索引

封面

书名:量子信息处理导论

作者:[匈]·博古（János Bergou）

页数:130

定价:¥58.0

出版社:西安交通大学出版社

出版日期:2019-11-01

ISBN:9787569308976

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