Integrating Knowledge and Practice

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出版者:
作者:Tucker, David J. (EDT)/ Garvin, Charles (EDT)/ Sarri, Rosemary (EDT)
出品人:
页数:366
译者:
出版时间:1997-10
价格:$ 141.25
装帧:
isbn号码:9780275949679
丛书系列:
图书标签:
  • 知识整合
  • 实践应用
  • 专业发展
  • 学习方法
  • 技能提升
  • 跨学科
  • 问题解决
  • 创新思维
  • 教育
  • 职业发展
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具体描述

As a profession that works directly to improve the human condition, social work has made a special effort to integrate social science knowledge with its methods for identifying and dealing with human problems. This book is about the relationship between the systematic study of human problems and actions to improve them. The group of experts do not provide practical instructions; they do not provide advice on how to conduct evaluation studies or how to solve the problem of homelessness. Instead, the contributors examine the questions and issues that arise, and the knowledge gained, when purposeful attempts are made to understand and solve human problems using the best available social science knowledge. The issue of the integration of social work and the social sciences has not been examined in any depth in current research. The social sciences have evolved steadily through the years and social workers have increasingly relied on them--both substantively as well as in terms of research methodologies. In turn, social work has contributed to this dialogue by providing challenging research questions, in formulating critiques of social science theory and methodology, and in emphasizing the need to study social problems in their complex environments. The book's goal is to define how social work and the social sciences can continue to build on a clear sense of the issues and developments common to both.

《深入理解量子纠缠:从理论基石到前沿应用》 内容简介 本书旨在为物理学、信息科学以及相关领域的学生、研究人员和技术专业人士提供一个关于量子纠缠现象的全面、深入且前沿的综述。我们聚焦于量子纠缠这一核心的量子力学现象,系统地梳理了其理论基础、数学描述、实验验证,并详细探讨了其在现代科技,特别是量子计算、量子通信和量子精密测量等领域中的革命性应用潜力。 全书共分为六大部分,结构严谨,逻辑清晰,力求在保证科学严谨性的同时,兼顾概念的直观性和可读性。 --- 第一部分:量子纠缠的理论基石与数学框架 本部分奠定了理解量子纠缠所需的基础知识。首先,我们回顾了量子力学的基本公设,重点阐述了希尔伯特空间、态矢量和算符的数学结构。随后,我们引入了复合系统(Composite Systems)的概念,并详细区分了可分离态(Separable States)和纠缠态(Entangled States)。 关键内容包括: 1. 纠缠的数学度量: 深入探讨了量化纠缠的各种指标,如纠缠熵(Entanglement Entropy),特别是冯·诺依曼熵在描述纯态纠缠中的应用。针对混合态,我们详细介绍了纠缠见证(Entanglement Witnesses)和纠缠量的定义,包括可转化为经典信息量的度量。 2. 贝尔不等式与非定域性(Non-locality): 历史性地回顾了爱因斯坦、波多尔斯基和罗森(EPR)提出的佯谬,并详细分析了贝尔不等式(Bell Inequalities)的数学形式,包括CHSH不等式。本书不仅解释了实验如何违反这些不等式,从而确立了量子力学的完备性与非定域实在论的冲突,还讨论了隐变量理论的局限性。 3. 纠缠的类型与结构: 区分了不同类型的纠缠,如双体纠缠(Bipartite Entanglement)和多体纠缠(Multipartite Entanglement)。特别关注了GHZ态(Greenberger-Horne-Zeilinger States)和W态在展示复杂量子关联方面的差异及其在不同应用场景下的适用性。 --- 第二部分:纠缠态的制备、操控与测量 本部分转向实验物理学的核心挑战:如何在实验室中创造、维护和精确测量纠缠态。我们详细分析了当前主流的物理系统在实现纠缠方面的优势与挑战。 重点阐述了: 1. 物理实现平台: 详细比较了基于光子、超导电路、囚禁离子(Trapped Ions)、中性原子(Neutral Atoms)和拓扑量子比特等平台制备纠缠对的方法。这包括但不限于:拉曼边带冷却技术、激光诱导的碰撞、以及超导量子比特间的耦合机制。 2. 量子门操作与时间演化: 探讨了如何通过精确控制激光、微波或磁场来实现两比特和多比特的量子逻辑门(如CNOT门、iSWAP门),这是构建复杂纠缠态的必要步骤。分析了门操作保真度(Fidelity)对纠缠质量的影响。 3. 纠缠态的表征: 介绍了密度矩阵(Density Matrix)的实验重构技术,特别是量子态层析(Quantum State Tomography, QST)的原理和实际操作中的效率限制。此外,还讨论了基于投影测量的简化表征方法,如“影子层析”(Shadow Tomography)。 --- 第三部分:纠缠在量子信息科学中的核心地位 量子纠缠不再仅仅是理论上的怪异现象,而是驱动下一代信息技术的关键资源。本部分深入剖析了纠缠如何转化为实际的信息处理能力。 核心应用包括: 1. 量子隐形传态(Quantum Teleportation): 详细阐述了隐形传态的完整协议,包括预备步骤、贝尔态测量和经典信道的使用。本书分析了该协议在不同物理介质(如自由空间、光纤)中实现时的损耗和退相干问题。 2. 超密编码(Superdense Coding): 解释了如何利用一个预先共享的纠缠对,仅通过对其中一个量子比特进行一次单比特操作和一次测量,就能将两个经典比特的信息传输给接收方,展示了信息压缩的潜力。 3. 量子密钥分发(Quantum Key Distribution, QKD): 虽然QKD的安全性依赖于量子力学的基本原理,但纠缠基的QKD协议(如E91协议)因其对探测器效率的鲁棒性而受到重点关注。我们详细分析了E91协议的安全性证明及其对噪声的抵抗能力。 --- 第四部分:纠缠在量子计算中的角色 本部分聚焦于纠缠如何作为量子计算加速的源泉,并探讨了当前几种主要量子计算模型的纠缠利用方式。 1. 通用量子计算与纠缠: 论证了纠缠态(如GHZ态或Cluster States)是实现通用量子计算能力所必需的资源。探讨了基于“测量驱动量子计算”(Measurement-Based Quantum Computing, MBQC)模型中,如何通过测量一个高度纠缠的“簇态”(Cluster State)来执行计算任务。 2. 纠错与容错计算: 复杂的量子计算必须对抗环境噪声。本书解释了量子纠错码(Quantum Error Correcting Codes, QECC)如何利用纠缠来编码逻辑量子比特,以保护信息免受局部错误的干扰。详细分析了表面码(Surface Codes)和牛津码(Toric Codes)的结构及其对物理量子比特数量和连接拓扑的要求。 3. 量子优越性(Quantum Supremacy/Advantage): 讨论了利用特定纠缠结构(如随机电路采样问题)来展示量子计算机超越经典计算机的理论基础和实验验证。 --- 第五部分:纠缠与精密测量 超越信息处理,纠缠态在提高测量精度方面展现出超越标准量子极限(SQL)的潜力。 1. 海森堡极限(Heisenberg Limit): 解释了如何利用N个粒子构成的纠缠态,将测量精度提高到 $propto 1/N$,而非标准量子极限的 $propto 1/sqrt{N}$。 2. 纠缠增强的传感: 讨论了纠缠态如何应用于高灵敏度传感器,例如在原子钟、重力仪和磁力计中的应用。重点分析了基于压缩态(Squeezed States)和多体纠缠态的传感方案,并讨论了噪声源(如光子散射和退相干)如何限制这些传感器的实际性能。 --- 第六部分:前沿挑战与未来展望 本部分着眼于当前研究的最前沿,指出了尚未解决的关键问题和新兴的研究方向。 1. 高维纠缠与连续变量纠缠: 探讨了从两能级系统扩展到高维希尔伯特空间(如光子的轨道角动量 OAM)所带来的新机遇,以及连续变量系统(如压缩光场)在远距离传输中的优势。 2. 热化与纠缠的退化: 分析了在开放系统中,纠缠态如何与环境相互作用并最终退化。探讨了量子退火(Quantum Quenching)和信息蛙(Information Scrambling)等概念在理解复杂多体系统中的作用。 3. 量子网络与纠缠分发: 展望了构建全球量子互联网的蓝图,这需要克服长距离纠缠态的分发和存储难题。讨论了纠缠存储器(Quantum Memories)和纠缠中继器(Entanglement Repeaters)的关键技术瓶颈。 --- 目标读者对象: 量子物理、信息科学、电子工程、计算机科学(侧重量子计算方向)的本科高年级学生、研究生、博士后研究员以及相关行业的工程师和研发人员。本书假定读者已具备经典物理学和线性代数的基础知识。

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