量子计算实战

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内容提要

序

致谢

前言

作者简介

本书封面简介

资源与支持

第1部分 量子计算导论

第1章 进化，革命，还是炒作？

1.1 期望管理

1.1.1 硬件

1.1.2 软件

1.1.3 算法

1.1.4 为什么现在就开始量子计算？

1.2 量子计算的颠覆性部分：贴近自然

1.2.1 经典计算机的进化

1.2.2 量子计算机的进化

1.2.3 量子物理

1.3 混合计算

1.4 为量子计算机抽象软件

1.5 从量子到计算还是从计算到量子

本章小结

第2章 “Hello world”量子计算版

2.1 Strange简介

2.2 用Strange运行第一个示例程序

2.3 分析HelloStrange的代码

2.3.1 构建过程

2.3.2 代码

2.3.3 Java API及其实现

2.4 获取并安装Strange代码

2.4.1 下载代码

2.4.2 初识代码库

2.5 后续步骤

本章小结

第3章 量子位与量子逻辑门：量子计算的基本单元

3.1 经典位与量子位

3.2 量子位的符号表示

3.2.1 一个量子位

3.2.2 多个量子位

3.3 逻辑门：操作和观测量子位

3.4 第1个量子逻辑门：泡利X门

3.5 在Strange中操作量子位

3.5.1 QuantumExecutionEnvironment接口

3.5.2 Program类

3.5.3 Step和逻辑门

3.5.4 结果

3.6 量子电路的可视化

本章小结

第2部分 基本概念及其在编程中的应用

第4章 叠加态

4.1 什么是叠加态？

4.2 用概率向量表示量子系统的状态

4.3 矩阵门操作简介

4.3.1 泡利X门的矩阵表示

4.3.2 对叠加态的量子位运用泡利X门

4.3.3 适用于所有逻辑门的矩阵

4.4 阿达玛门：产生叠加态的门

4.5 运用阿达玛门的Java代码

本章小结

第5章 纠缠

5.1 预测正反面

5.2 独立概率：经典方式

5.3 独立概率：量子方式

5.4 纠缠的物理概念

5.5 表征量子纠缠的逻辑门

5.5.1 转换为概率向量

5.5.2 受控非门（CNOT门）

5.6 创建贝尔态：相关概率

5.7 《玛丽有个小量子位》

本章小结

第6章 量子网络初探

6.1 量子网络的拓扑结构

6.2 量子网络的障碍

6.2.1 Java中的经典网络

6.2.2 量子不可克隆定理

6.2.3 传输量子位的物理限制

6.3 泡利Z门与观测

6.3.1 泡利Z门

6.3.2 观测

6.4 量子远程传态

6.4.1 量子远程传态的目标

6.4.2 第1步：Alice和Bob之间的纠缠

6.4.3 第2步：Alice的操作

6.4.4 第3步：Bob的操作

6.4.5 运行应用程序

6.4.6 量子与经典通信

6.5 量子中继器

本章小结

第3部分 量子算法与代码

第7章 对“Hello world”的解释

7.1 从硬件到高级语言

7.2 不同层次的抽象

7.3 量子计算模拟器的其他语言

7.3.1 方式

7.3.2 其他语言资源

7.4 Strange：高/低级方法

7.4.1 顶级API

7.4.2 低级API