目录

第1章复数1

1.1基本定义1

1.2复数的代数3

1.3复数的几何7

第2章复向量空间17

2.1  n作为主要示例17

2.2定义、属性和示例20

2.3基和维度28

2.4内积和希尔伯特空间34

2.5特征值和特征向量39

2.6厄米矩阵和酉矩阵40

2.7向量空间的张量积43

第3章从经典计算到量子计算的飞跃48

3.1经典确定性系统48

3.2概率系统51

3.3量子系统58

3.4装配系统65

第4章基础量子理论70

4.1量子态70

4.2可观察量78

4.3测量86

4.4动力学88

4.5组装量子系统90

第5章体系结构95

5.1比特和量子比特95

5.2经典的逻辑门100

5.3可逆门104

5.4量子门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章编程语言157

7.1量子世界中的编程157

7.2量子汇编编程158

7.3面向更高层次的量子编程165

7.4量子计算机之前的量子计算170

〖1〗〖2〗面向计算机科学家的量子计算〖1〗目录

第8章理论计算机科学171

8.1确定性和非确定性计算171

8.2概率计算176

8.3量子计算180

第9章密码学188

9.1经典密码学188

9.2量子密钥交换I: BB84协议192

9.3量子密钥交换Ⅱ: B92协议197

9.4量子密钥交换Ⅲ: EPR协议198

9.5量子隐形传态200

第10章信息论205

10.1经典信息和香农熵205

10.2量子信息与冯·诺依曼熵207

10.3经典和量子数据压缩213

10.4纠错码218

第11章硬件221

11.1量子硬件: 目标和挑战221

11.2实现量子计算机Ⅰ: 离子阱225

11.3实现量子计算机Ⅱ: 线性光学227

11.4实现量子计算机Ⅲ: 核磁共振和超导体228

11.5量子产品的未来229附录A量子计算的历史参考书231

A.1阅读科学文章231

A.2计算模型232

A.3量子门232

A.4量子算法和实现233

A.5量子密码学234

A.6量子信息234

A.7更多里程碑？235

附录B选择的练习答案236

附录C量子计算MATLAB实验257

C.1玩转MATLAB257

C.2复数和矩阵257

C.3量子计算260

附录D及时了解量子新闻: 网络上的和文献中的量子计算263

D.1及时了解热门新闻263

D.2与科学文献保持同步264

D.3与时俱进的最佳方式265

附录E选定的学生演讲主题266

E.1复数267

E.1.1复数的历史267

E.1.2复平面几何267

E.1.3黎曼球体和莫比乌斯变换267

E.2复向量空间268

E.2.1计算机图形学中的矩阵268

E.2.2向量空间的历史268

E.3从经典到量子的飞跃268

E.3.1惠更斯原理和波动力学268

E.3.2量子橡皮擦268

E.4基本量子理论269

E.4.1解释量子理论269

E.4.2EPR悖论269

E.4.3贝尔定理269

E.4.4KochenSpecker 定理270

E.4.5薛定谔的猫270

E.5架构270

E.5.1麦克斯韦妖、朗道尔原理和信息物理学270

E.5.2经典可逆计算271

E.5.3更多量子门和通用量子门271

E.6算法271

E.6.1概率算法271

E.6.2隐藏子群问题271

E.6.3经典因式分解算法272

E.6.4傅里叶变换272

E.7编程语言272

E.7.1SQRAM: 成熟的量子汇编器272

E.7.2QCL和Q: 比较272

E.7.3函数式量子编程: QML273

E.8理论计算机科学273

E.8.1素性测试273

E.8.2量子有限自动机273

E.8.3量子Oracle计算273

E.9密码学274

E.9.1RSA274

E.9.2量子认证274

E.10信息论274

E.10.1量子游戏274

E.10.2复合系统的量子熵274

E.10.3量子纠错码275

E.11硬件275

E.11.1退相干和经典世界的出现275

E.11.2现有量子硬件方法的比较275

E.11.3量子密码学的当前实现275

参考文献276