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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Gross, M. L.

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:6975.50元

裝幀:HRD

isbn號碼:9780080438498

叢書系列:

圖書標籤:

• 質譜學
• 分析化學
• 化學
• 儀器分析
• 科學
• 參考書
• 百科全書
• 技術
• 研究
• 實驗室

好的，以下是一本名為《量子計算的原理與前沿進展》的圖書簡介，該書內容不涉及《The Encyclopedia of Mass Spectrometry》中的任何主題。 《量子計算的原理與前沿進展》 內容簡介 本書旨在為對量子信息科學和量子計算領域抱有濃厚興趣的研究人員、高年級本科生和研究生提供一本全麵、深入且前沿的參考指南。在經典計算遭遇物理極限的背景下，量子計算作為下一代信息處理範式的潛力日益凸顯，它承諾解決當前超級計算機仍需數百萬年纔能完成的復雜問題。本書係統地梳理瞭從基本物理原理到尖端實驗實現的完整知識體係，力求在嚴謹的理論闡述與實際工程挑戰之間架起一座堅實的橋梁。 第一部分：量子力學基礎與信息論基石 本書的第一部分是為讀者奠定堅實的理論基礎。我們從對量子力學基本公設的精確迴顧開始，重點關注那些對信息處理至關重要的概念，例如希爾伯特空間、態矢量、算符以及幺正演化。與標準物理教材不同，本書的側重點在於如何將這些抽象概念轉化為可操作的計算資源。 深入探討瞭量子比特（Qubit）——量子計算的基本信息單元。我們詳細分析瞭不同物理實現路徑下的量子比特的特性，包括對退相乾時間、操控精度和可擴展性的影響。本部分花費大量篇幅討論瞭量子疊加態和量子糾纏的本質，特彆是糾纏作為量子計算能力核心來源的數學描述和物理意義。貝爾不等式的違反及其在驗證量子優勢中的作用被置於核心地位進行討論。 量子信息論部分則引入瞭量子測量的概率解釋、馮·諾依依曼熵以及引入的經典信息論概念（如信道容量）。關鍵的綫性代數工具，如張量積、矩陣對角化和譜分解，在描述多體量子係統和量子門操作時被反復應用，確保讀者能夠熟練運用數學工具來理解量子現象。 第二部分：量子算法的理論架構 本部分是本書的核心，聚焦於那些展示齣超越經典計算潛力的量子算法。我們不滿足於對已知算法的錶麵介紹，而是深入探究其背後的設計哲學和數學構造。 首先，我們詳盡解析瞭Shor算法。從歐幾裏得算法的經典限製齣發，詳細推導瞭量子傅裏葉變換（QFT）在周期查找中的關鍵作用，並逐步構建起完整的因式分解流程。對QFT的幾何意義和其在構建其他算法中的普適性進行瞭深入探討。 其次，Grover搜索算法被細緻分解。我們比較瞭其平方級的加速優勢與經典窮舉搜索的差異，並重點分析瞭振幅放大技術（Amplitude Amplification）的一般框架，這使得讀者能夠將該技術應用於更廣泛的問題領域，而非僅僅是數據庫搜索。 此外，本書還涵蓋瞭量子模擬（Quantum Simulation）這一新興領域。我們討論瞭模擬哈密頓量演化的技術，特彆是Trotter-Suzuki分解的原理、誤差分析以及現代變分量子本徵求解器（VQE）的迭代優化策略。這部分內容與凝聚態物理、材料科學中的前沿問題緊密結閤。 對於量子化學計算，我們詳細介紹瞭量子相估計（QPE）算法在精確求解分子能級方麵的潛力，並討論瞭如何處理實數環境下的近似計算挑戰。 第三部分：量子誤差修正與容錯計算 量子信息處理的實際睏難在於量子態的脆弱性，即所謂的退相乾問題。本部分專門用於解決如何構建可靠的量子計算機，即使麵對噪聲環境。 我們首先迴顧瞭經典的噪聲模型，如比特翻轉和相位翻轉錯誤。隨後，引入瞭量子誤差修正（QEC）的理論框架。本書詳細介紹瞭Shor代碼和Steane代碼的具體構造，解釋瞭穩定子（Stabilizer）概念及其在檢測和糾正錯誤中的核心作用。 容錯量子計算（FTQC）的構建需要編碼多個邏輯量子比特以保護一個物理量子比特。我們探討瞭錶麵碼（Surface Code）的拓撲特性，這是目前最有希望擴展的架構之一。對錶麵碼的閾值定理、環繞錯誤（Plaquette Errors）的傳播以及級聯解碼算法的有效性進行瞭深入分析。 本部分還討論瞭邏輯門的實現，特彆是如何利用Tori碼或錶麵碼的局部操作來實現通用量子計算所需的非平麵（Non-Planar）操作，例如T門。 第四部分：硬件實現的前沿挑戰與展望 盡管理論框架已日趨成熟，但將理論轉化為可操作的量子硬件仍然充滿挑戰。本書的最後一部分聚焦於當前主要的物理實現平颱，並分析瞭它們在可擴展性、相乾性和連接性方麵的優缺點。 我們深入探討瞭超導電路量子比特的微波操控技術、耦閤器設計以及大規模陣列的集成挑戰。對於離子阱係統，重點討論瞭激光冷卻、高精度離子囚禁以及多體糾纏的建立機製。 此外，本書還收錄瞭對新興平颱如拓撲量子比特（基於Majorana費米子的潛力）、中性原子陣列（利用裏德堡態的強相互作用）以及矽基自鏇量子比特（與現有半導體工藝的兼容性）的綜閤評估。 最後，本書展望瞭NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）時代的計算範式，討論瞭變分算法（如VQE和QAOA）的局限性、混閤量子-經典優化循環，以及未來實現通用、容錯量子計算機所需的工程突破。 目標讀者與特點 本書內容嚴謹，數學推導詳盡，旨在幫助讀者從“知道算法”提升到“理解原理和限製”。適閤緻力於量子計算領域的研究生、博士後，以及希望深入瞭解該技術底層物理和信息論基礎的工程師和理論物理學傢。通過本書的學習，讀者將能夠批判性地評估新興的量子硬件平颱，並為設計下一代量子算法做好準備。

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我必須坦率地說，這本書的敘述風格讓人昏昏欲睡，仿佛是直接從上世紀八十年代的教科書裏復印齣來的。它的語言極其晦澀和冗長，充滿瞭不必要的專業術語堆砌，卻鮮少有清晰的比喻或實際應用的案例來幫助讀者理解那些復雜的物理化學原理。當我試圖理解“軟電離技術”的工作機製時，我感覺自己像是在閱讀一份枯燥的專利申請文件，而不是一本旨在普及知識的參考書。作者似乎預設瞭讀者已經擁有極其深厚的背景知識，全然不顧那些希望從中汲取新知或迴顧基礎知識的科研人員。文字之間的呼吸感幾乎為零，每一個句子都拖遝冗長，缺乏必要的斷句和重點強調。很多關鍵的公式推導過程被一筆帶過，或者乾脆缺失瞭中間步驟，這對於需要驗證或深入理解的學生來說，無疑是巨大的障礙。閱讀這本書與其說是學習，不如說是一種摺磨，它消耗瞭大量的時間和精力，卻隻帶來瞭微薄的知識迴報。

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總而言之，這本書的定價與其實際提供的價值之間存在著巨大的鴻溝，這讓人感覺像是一筆被嚴重浪費的投資。如果將其定位為初級入門讀物，它又過於繁復和理論化；如果希望它成為高級研究者的權威參考，它又在深度和時效性上嚴重不足。它仿佛被夾在瞭兩個極端之間，未能真正抓住任何一類讀者的核心需求。更糟糕的是，書中經常齣現一些明顯的排版錯誤和低級的事實疏漏，這些小瑕疵纍積起來，極大地侵蝕瞭讀者對全書專業性的信任基礎。我開始懷疑，在付瞭高昂的費用後，我得到的不過是一本未經充分校對和編輯的內部講義。對於需要依賴可靠、前沿、易讀的質譜學參考資料的學者和學生而言，市麵上還有太多更優秀的選擇，這本書顯然不在此列。它的存在，更像是是對“百科全書”這一名號的諷刺。

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這本書的插圖和圖錶質量低劣到令人發指，這對於一門嚴重依賴可視化輔助理解的學科來說，是不可饒恕的錯誤。很多核心的儀器結構示意圖模糊不清，綫條重疊，尺寸標注混亂，我甚至需要藉助外部的在綫資源纔能辨認齣某些關鍵組件的相對位置。更令人氣憤的是，某些圖錶甚至齣現瞭數據標簽缺失或坐標軸單位不一緻的情況，這嚴重誤導瞭讀者對數據的初步解讀。我花瞭大量時間試圖從那些灰濛濛的半色調圖片中提取信息，結果往往是徒勞無功。一本嚴肅的科學著作，理應對其圖文質量負起責任。清晰、準確、高對比度的圖示是理解復雜概念的橋梁，而這本書提供的卻是需要反復“解碼”的謎題。這種對基礎製圖規範的漠視，極大地損害瞭閱讀體驗，並嚴重削弱瞭文本內容的有效性。

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這本書的排版簡直是場災難，對於一本聲稱是“百科全書”的工具書來說，這簡直是不可原諒的疏忽。內頁的設計鬆散而缺乏邏輯性，章節之間的過渡生硬得像被硬生生地撕扯開來。我花瞭近二十分鍾纔找到關於“離子源故障排除”那一小節，它被藏在一個介紹質譜基礎理論的宏大章節的末尾，簡直是本末倒置。更彆提索引瞭，簡直就是個笑話。當你試圖查找一個特定的化閤物或分析技術時，你會發現索引條目稀疏得可憐，而且指嚮的頁碼經常是錯誤的，這迫使我不得不像個偵探一樣，一頁一頁地翻閱，試圖拼湊齣我需要的信息。這種低效的學習體驗，讓原本嚴肅的科學探索濛上瞭一層令人沮喪的陰影。我本來期望的是一個結構清晰、一目瞭然的知識寶庫，結果卻得到瞭一份需要不斷地與糟糕的布局進行搏鬥的參考手冊。如果作者和齣版商對知識的呈現方式如此草率，我很難相信他們對內容的嚴謹性能夠做到精益求精。這本書更像是匆忙趕工的産物，而不是經過深思熟慮的學術巨著。

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從內容的廣度上來看，這本書給人一種明顯‘掛一漏萬’的感覺，尤其是在前沿技術和新興應用領域的覆蓋上，錶現得尤為薄弱。它似乎將大部分篇幅放在瞭那些已經成熟得不能再成熟的基礎理論上，而對於近十年質譜領域發生的顛覆性變革，比如高分辨率質譜成像（MSI）的最新進展，或者新型的樣品製備技術，描述得極其簡略，甚至可以說是敷衍瞭事。我翻遍瞭整本書，都沒有找到關於特定生物標誌物分析流程優化的深度討論，這對於臨床和轉化醫學的研究人員來說，是緻命的缺陷。它更像是一本停留在上一個時代的“標準答案”集閤，而不是一本能引領未來研究方嚮的“百科全書”。工具書的價值在於其全麵性和時效性，而這本書在這兩個維度上都遠遠落後於當前學術界的需求。它未能跟上技術迭代的步伐，使得它作為參考資料的實用價值大打摺扣。

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