本书系统介绍量子线路和量子程序设计的基础知识及原理方法，精选的内容与编程实例旨在帮助学生培养量子程序设计、调试和分析等方面的基本能力，从而为将来的学习、研究和应用奠定基础。 全书既注重原理，又注重实践，学生通过编程训练和实践能更准确地理解量子计算的基本概念和基础理论。本书概念讲解清楚，逻辑性强，通俗易懂，并配有大量图表、例题和习题，是初学量子计算和量子程序设计的理想教材，可作为高等学校相关专业本科生和研究生的教材，也可供广大从事量子信息科学研究的科技人员和学习量子程序设计的自学者参考。

王震宇，信息工程大学网络空间安全学院教授，博士，研究生导师，主要从事量子计算、网络安全方向的研究。主持完成国家863计划、国家自然科学基金等重点科技项目多项，曾获省科技进步一等奖1次，省科技进步二等奖2次，发表学术论文80余篇。

前言 量子计算作为一门新兴的计算科学，将会成为影响人类社会的一场重要的技术革命。量子物理、量子计算引领的量子科学与技术正在和计算机科学、网络安全、数学、通信、电子、化学、测量、传感和医学等学科交叉。目前，教育部已设立“量子科学与技术”一级学科和“量子信息科学”本科专业，各高校正在加大量子技术“新工科”相关人才的培养力度。“量子程序设计”将成为这些学科的重要课程。本书针对初学者的特点和认知规律精选内容和编程实例，力求以简明易懂的文字和线性代数阐述各知识点，通过量子程序的编程训练与动手实践帮助学生更准确地理解量子计算的基本概念和基础理论，掌握量子程序的工作原理、编程原理和基本流程，建立量子技术新思维，从而降低学习量子计算和量子程序设计的门槛。 目前，越来越多的量子云平台开始允许公众使用各类量子计算设备，并为量子程序编程提供了实验条件。本书以IBM量子云平台中的Quantum Composer和Quantum Lab作为实验平台，所有样例代码均在该平台上通过调试且正确运行。读者也可在本地建立开发环境，进行开发学习。本书对于其他平台的学习者也有一定的参考价值。 本书共7章。 第1章 概论。概述量子的概念，量子力学的发展历程，量子比特及其叠加、纠缠、相干和测量等基本性质，经典计算与量子计算的区别，量子程序的开发和执行过程等。 第2章 量子比特与布洛赫球表示。深入介绍量子比特的数学描述、几何图像与半角处理、全局相位、相对相位、量子态测量、基向量及基变换、纯态、混态、最大混态、密度矩阵、酉变换等概念。 第3章 单量子比特门。系统介绍常用的单量子比特门的功能、矩阵表示、线路...