Participation in American Politics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:The Johns Hopkins University Press

作者:Dr. Roger W. Cobb PhD

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1983-08-01

价格:USD 7.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780801830860

丛书系列:

图书标签:

politics
communication
美国政治
政治参与
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政治文化

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具体描述

好的，这是一份关于一本名为《Participation in American Politics》的图书的详细简介，该简介旨在描述一本内容完全不同的书籍，并确保内容丰富且不包含任何关于原始书名的信息： --- 《现代量子信息科学与技术前沿》深入探索二十一世纪物理学的核心革命本书简介《现代量子信息科学与技术前沿》是一部全面而深刻的专著，旨在为读者提供当代量子信息科学领域最前沿的研究概览、核心理论框架以及新兴技术应用。本书不仅是物理学、计算机科学、电子工程等交叉学科研究人员和高年级本科生、研究生的重要参考资料，也是对量子技术未来发展抱有浓厚兴趣的专业人士的必备读物。本书突破了传统量子力学教材的局限，将理论基础与工程实现紧密结合，重点关注如何利用量子现象（如叠加态和纠缠）来处理信息，从而实现经典计算无法企及的强大能力。第一部分：量子信息理论基石 (Foundations of Quantum Information Theory) 本部分奠定了理解复杂量子系统的理论基础。它从信息论的视角重新审视量子力学，强调信息熵、量子态的描述及其演化规律。第一章：量子力学的再认识与信息视角本章首先回顾了量子力学的基本公设，但着重于从信息论的角度进行阐释。我们探讨了量子态空间（希尔伯特空间）的几何结构，区分了纯态与混合态的描述方式。核心内容包括密度算符（Density Operator）的引入，它如何精确地描述开放量子系统以及我们实际接触到的、不可避免的退相干过程。此外，本章深入分析了冯·诺依依曼熵（Von Neumann Entropy）作为量子信息不确定性的核心度量，并阐述了其与经典信息熵的本质区别。第二章：量子比特与基本操作量子比特（Qubit）是本书讨论的最小信息单元。本章详细解析了量子比特的数学表示，包括布洛赫球（Bloch Sphere）的可视化工具，以及如何通过单比特旋转操作（如Pauli矩阵族）来实现对量子态的精确控制。我们随后转向多量子比特系统，重点介绍了纠缠的概念——量子信息学的核心资源。纠缠的生成、量化（如纠缠熵）以及贝尔不等式的实验验证被深入探讨，为后续的量子计算和量子通信打下坚实基础。第三章：量子信道与不可克隆定理信息传输的可靠性在任何计算范式中都至关重要。本章分析了量子信道（Quantum Channel）的数学描述，即完全正映射（Completely Positive Maps）。我们探讨了噪声、退相干和退激发等物理过程如何通过这些映射作用于量子态。至关重要的是，本章详细推导和阐述了著名的“不可克隆定理”（No-Cloning Theorem），解释了为什么精确复制一个任意的、未知的量子态在物理上是不可能的，并讨论了该定理对量子密码学的深远影响。第二部分：量子计算的范式与算法 (Paradigms and Algorithms in Quantum Computation) 本部分聚焦于如何构建能够执行有效计算的量子计算机，并介绍那些展示出指数级加速潜力的关键算法。第四章：量子电路模型与通用计算本章介绍了量子计算最主流的描述框架——量子电路模型。这包括对基本逻辑门（如Hadamard门、CNOT门、Toffoli门等）的详细剖析，并证明了通用量子计算集合（Universal Gate Set）的存在性。我们讨论了如何将复杂的量子算法转化为一系列可执行的门操作序列。此外，对量子线路的仿真和误差分析方法也进行了介绍，这是硬件实现前的关键理论步骤。第五章：核心量子算法解析本章是本书算法部分的核心。我们对最具代表性的量子算法进行了深入的数学推导和复杂度分析： 1. 秀尔算法 (Shor's Algorithm): 详细展示了如何利用量子傅里叶变换（QFT）实现大整数的因子分解，及其对公钥密码体系的颠覆性威胁。 2. 格罗弗算法 (Grover's Algorithm): 分析了其在无序数据库搜索中实现平方根加速的原理，包括振幅放大（Amplitude Amplification）技术。 3. 量子模拟 (Quantum Simulation): 探讨了如何利用量子计算机模拟其他复杂的量子系统（如分子电子结构或材料科学问题），这是量子计算最有前景的应用之一。第六章：量子近似优化算法 (QAOA) 与变分方法随着当前含噪声中等规模量子（NISQ）设备的发展，本章着重介绍了混合量子-经典算法。QAOA作为解决组合优化问题的有效框架被详细介绍，其迭代优化过程和参数选择策略被深入分析。我们还探讨了变分量子本征求解器（VQE）在化学计算中的应用，强调了经典优化器与量子处理器之间的协同工作机制。第三部分：量子通信与安全 (Quantum Communication and Security) 信息安全是量子技术落地的关键领域。本部分关注如何利用量子力学原理构建安全、高效的通信网络。第七章：量子密钥分发 (QKD) 的物理实现本章详细介绍了基于物理原理保障信息安全的QKD技术。BB84协议作为基础模型被完全展开，包括其如何利用光子偏振态和测量原理来检测窃听行为。此外，我们探讨了更先进的协议，如E91（基于纠缠）和Decoy State（诱饵态）技术，后者是实现远距离、高安全QKD的关键突破。第八章：量子隐形传态与量子网络量子隐形传态（Quantum Teleportation）是实现量子信息远距离传输的核心技术，本章解释了它如何利用预先共享的纠缠资源和经典通信，将一个未知量子态从一处传输到另一处。在此基础上，本章展望了构建“量子互联网”的可能性，讨论了量子中继器（Quantum Repeater）的必要性、挑战以及目前主要的实现方案，包括基于固态存储器和光纤传输的集成技术。第四部分：量子硬件与实现挑战 (Quantum Hardware and Implementation Challenges) 理论的实现依赖于可靠的物理载体。本部分审视了当前主要的量子硬件平台及其工程难题。第九章：主流量子计算平台的技术路线本章对当前最有希望的量子比特平台进行了技术和性能的比较分析： 1. 超导电路 (Superconducting Circuits): 重点介绍Transmon量子比特的设计、微波控制技术以及大规模集成面临的串扰问题。 2. 囚禁离子 (Trapped Ions): 分析了激光冷却、离子链的精确控制以及离子间的长程相互作用在多比特门操作中的优势。 3. 拓扑量子计算 (Topological Quantum Computing): 探讨了理论上对抗局部噪声的优势，以及寻找和操控马约拉纳费米子（Majorana Fermions）的实验进展。 4. 光子量子计算 (Photonic Quantum Computing): 讨论了基于线性光学元件的方案，以及如何通过测量实现非线性作用。第十章：误差校正与容错量子计算鉴于所有物理系统都存在噪声，本章聚焦于如何通过编码冗余来保护量子信息。我们详细介绍了经典的量子误差校正码，如Shor码和Steane码，并深入探讨了表面码（Surface Code）——目前被认为最具扩展潜力的容错架构。本章清晰地阐述了“容错阈值”的概念，以及实现逻辑量子比特所需要的物理量子比特的数量级估算。结语：迈向量子技术时代本书最后总结了当前量子信息科学面临的主要瓶颈——从退相干时间到门保真度，并对未来十年内可能实现的突破性进展（如实用化的量子化学模拟或大规模量子密钥分发网络）进行了审慎的展望。本书旨在激发读者对这一跨学科前沿领域的持续探索和创新。 ---