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量子計算Python與Q#編程實戰/電腦科學前沿技術叢書

  • 作者：(美)薩拉·凱澤//卡桑德拉·格拉內德|責編:郭泳澤|譯者:王海鵬
  • 出版社：人民郵電
  • ISBN：9787115590688
  • 出版日期：2024/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：325
人民幣：RMB 99.8 元      售價：元
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內容大鋼
    本書指導讀者使用Python和Q#語言學習量子計算，揭開量子計算的神秘面紗。本書盡量避免複雜的數學概念，試圖直接通過量子編程來幫助讀者建立對量子電腦的理解。讀者可以通過使用Python創建自己的量子模擬器來學習量子計算的基礎知識，然後使用QDK和Q#來編寫和運行與經典計算不同的演算法。
    通過閱讀本書，讀者將能夠把量子編程技術應用於量子密鑰分發等應用程序中，並處理真實的示例，如進行化學模擬和搜索未排序的資料庫等。
作者介紹
(美)薩拉·凱澤//卡桑德拉·格拉內德|責編:郭泳澤|譯者:王海鵬
目錄
第一部分  量子入門
  第1章  量子計算簡介
    1.1  為什麼量子計算很重要？
    1.2  什麼是量子電腦？
    1.3  如何使用量子電腦？
      1.3.1  量子電腦能做什麼？
      1.3.2  量子電腦不能做什麼？
    1.4  什麼是程序？
      什麼是量子程序？
    小結
  第2章  量子位：構建塊
    2.1  為什麼需要隨機數？
    2.2  什麼是經典位？
      2.2.1  我們能用經典位做什麼？
      2.2.2  抽象是我們的朋友
    2.3  量子位：狀態和操作
      2.3.1  量子位的狀態
      2.3.2  操作的遊戲
      2.3.3  測量量子位
      2.3.4  一般化測量：基獨立
      2.3.5  用代碼模擬量子位
    2.4  編程一個工作的QRNG
    小結
  第3章  用量子密鑰分發來分享秘密
    3.1  在愛情和加密中一切都很公平
      3.1.1  量子NOT操作
      3.1.2  借助量子位共享經典位
    3.2  雙組基的故事
    3.3  量子密鑰分發：BB84
    3.4  使用密鑰發送秘密消息
    小結
  第4章  非本地遊戲：使用多量子位
    4.1  非本地遊戲
      4.1.1  什麼是非本地遊戲？
      4.1.2  測試量子物理學：CHSH遊戲
      4.1.3  經典策略
    4.2  處理多量子位狀態
      4.2.1  寄存器
      4.2.2  為什麼很難模擬量子電腦？
      4.2.3  用於狀態製備的張量積
      4.2.4  張量積對寄存器的量子位操作
    小結
  第5章  非本地遊戲：實現多量子位模擬器
    5.1  QuTiP中的量子對象
      5.1.1  升級模擬器
      5.1.2  測量起來：如何測量多量子位？
    5.2  CHSH：量子策略
    小結
  第6章  隱形傳態和糾纏：量子數據的移動
    6.1  移動量子數據

      6.1.1  換出模擬器
      6.1.2  還有哪些雙量子位門？
    6.2  所有的單（量子位）旋轉
    6.3  隱形傳態
    小結
    第一部分：結語
第二部分  在Q#中對量子演算法進行編程
  第7章  改變勝率：關於Q#的介紹
    7.1  量子開發工具包介紹
    7.2  Q#中的函數和操作
    7.3  將操作作為參數傳遞
    7.4  在Q#中玩莫甘娜的遊戲
    小結
  第8章  什麼是量子演算法
    8.1  經典演算法和量子演算法
    8.2  多伊奇-約薩演算法：對搜索的適度改進
    8.3  oracle：在量子演算法中表示經典函數
      8.3.1  梅林的變換
      8.3.2  推廣我們的結果
    8.4  在Q#中模擬多伊奇-約薩演算法
    8.5  對量子演算法技術的思考
      8.5.1  鞋子和襪子：應用和撤銷量子操作
      8.5.2  用阿達馬指令來翻轉控制和目標
    8.6  相位反衝：我們成功的關鍵
    小結
  第9章  量子感測：不僅僅是相位
    9.1  相位估計：利用量子位的有用屬性進行測量
    9.2  用戶定義的類型
    9.3  從Python中運行Q#
    9.4  特徵態和局部相位
    9.5  受控應用：將全局相位變成局部相位
    9.6  實現蘭斯洛特的相位估計遊戲的最佳策略
    小結
    第二部分：結語
第三部分應用量子計算
  第10章  用量子電腦解決化學問題
    10.1  量子計算的實際化學應用
    10.2  通往量子力學的多條路徑
    10.3  用哈密頓算符描述量子系統如何隨時間演化
    10.4  用泡利操作圍繞任意軸旋轉
    10.5  在系統中做出想要的變化
    10.6  經歷（非常小的）變化
    10.7  整合在一起
    小結
  第11章  用量子電腦搜索
    11.1  搜索非結構化數據
    11.2  關於狀態的反射
      11.2.1  關於全一狀態的反射
      11.2.2  關於任意狀態的反射
    11.3  實現格羅弗演算法

    11.4  資源估算
    小結
  第12章  用量子電腦進行算術運算
    12.1  將量子計算納入安全因素
    12.2  將模算術與因數分解聯繫起來
    12.3  經典代數和因數分解
    12.4  量子算術
      12.4.1  用量子位相加
      12.4.2  處於疊加態的量子位相乘
      12.4.3  舒爾演算法中的取模乘法
    12.5  整合在一起
    小結
    臨別贈言
附安裝所需軟體
  A.1  在線運行示例
    A.1.1  使用Binder
    A.1.2  使用GitHubCodespaces
  A.2  使用Anaconda進行本地安裝
    A.2.1  安裝Anaconda
    A.2.2  用Anaconda安裝軟體包
  A.3  安裝QDK
    A.3.1  安裝.NETCoreSDK
    A.3.2  安裝項目模板
    A.3.3  安裝VisualStudioCode擴展程序
    A.3.4  為JupyterNotebook安裝IQ#
附錄B  術語和快速參考
  B.1  術語
  B.2  狄拉克符號
  B.3  量子操作
  B.4  Q#語言
    B.4.1  類型
    B.4.2  Q#的聲明和語句
    B.4.3  Q#表達式和操作符
    B.4.4  Q#標準庫
    B.4.5  IQ#魔法命令
附錄C  線性代數
  C.1  走近向量
  C.2  親自體驗矩陣
附錄D  通過實例探索多伊奇-約薩演算法
  D.1  使用我們的技能，嘗試做點什麼
  D.2  步驟1：為多伊奇-約薩製備輸入狀態
  D.3  步驟2：應用oracle
    D.3.1  例1：「id」oracle
    D.3.2  例2：「not」oracle
    D.3.3  例3：「zero」oracle
  D.4  步驟3和4：撤銷對目標量子位的製備，並測量

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