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1、量子信息物理原理 Principles of Quantum Information Physics張永德 著 科學(xué)出版社 2006年1月出版 定價(jià)：59.00 本書系統(tǒng)介紹了量子信息論的物理原理。全書內(nèi)容包括量子測(cè)量問題、雙態(tài)系統(tǒng)、量子糾纏與糾纏分析、Bell型空間非定域性及分析、退相干分析、純化與相干性恢復(fù)、不可克隆定理與量Zeno效應(yīng)、量子態(tài)超空間轉(zhuǎn)移、量子門與簡(jiǎn)單量子網(wǎng)絡(luò)、量子算法、量子誤差糾正與保真度、量子信息論等，共計(jì)13章。重點(diǎn)在于闡述物理原理。每章后均附有相關(guān)文獻(xiàn)和習(xí)題。為自學(xué)和教學(xué)方便，全部習(xí)題均給出了詳細(xì)解答。本書既可以作為教學(xué)用書，也可作為自學(xué)和科研參考用書，適用于物理學(xué)。

2、科及電子信息學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)教師、科研人員、研究生和本科生。前言第一章 量子測(cè)量及相關(guān)問題1.1 量子測(cè)量及相關(guān)問題I量子測(cè)量基礎(chǔ)1.1.1 量子力學(xué)的第三公設(shè)測(cè)量公設(shè)1.1.2 測(cè)量理論的三個(gè)階段1.1.3 坍縮階段的四個(gè)特征1.1.4 量子測(cè)量分類1.2 量子測(cè)量及相關(guān)問題II量子光學(xué)一些器件及實(shí)驗(yàn)分析1.2.1 量子測(cè)量效應(yīng)I半透片、符合測(cè)量、PBS、后選擇1.2.2 斜置偏振片的變換1.2.3 斜置半波片的作用1.2.4 BBO晶體與參量下轉(zhuǎn)換極化糾纏光子對(duì)的產(chǎn)生1.3 量子測(cè)量及相關(guān)問題III廣義測(cè)量與POVM1.3.1 廣義測(cè)量1.3.2 局域測(cè)量POVM1.3.3 POVM舉例1.。

3、3.4 Neumark定理1.4 量子測(cè)量及相關(guān)問題IV測(cè)量導(dǎo)致退相干的唯象模型研究1.4.1 量子測(cè)量的糾纏退相干模型von Neumann正交投影測(cè)量模型1.4.2 von Neumann正交投影模型的典型例子Stern-Gerlach裝置對(duì)電子自旋的測(cè)量1.5 量子測(cè)量及相關(guān)問題V量子非破壞測(cè)量簡(jiǎn)介1.5.1 標(biāo)準(zhǔn)量子極限1.5.2 量子非破壞測(cè)量的定義1.5.3 QND所必須滿足的充要條件1.5.4 QND的局限性1.6 量子測(cè)量及相關(guān)問題小結(jié)1.6.1 量子測(cè)量中時(shí)間坍縮和空間非定域性的問題1.6.2 量子測(cè)量理論中存在的問題練習(xí)題第一章參考文獻(xiàn)第二章 量子雙態(tài)體系2.1 雙態(tài)體系的。

4、定態(tài)描述2.1.1 雙態(tài)體系的純態(tài)與混態(tài)2.1.2 極化矢量、狀態(tài)變換與22矩陣基2.1.3 Bloch球描述2.1.4 可觀察量與測(cè)量2.2 雙態(tài)體系的幺正演化2.2.1 單一雙態(tài)體系動(dòng)力學(xué)2.2.2 一般Jaynes-Cummings模型求解理論2.3 雙態(tài)體系實(shí)驗(yàn)制備簡(jiǎn)介2.3.1 NMR方案2.3.2 腔QED2.3.3 光學(xué)方法2.3.4 離子阱2.3.5 量子點(diǎn)2.3.6 固體方法：硅基NMR、超導(dǎo)Josephson結(jié)2.4 雙態(tài)體系混態(tài)作為系綜解釋的含糊性2.4.1 系綜解釋的含糊性2.4.2 例算練習(xí)題第二章參考文獻(xiàn)第三章 量子糾纏、混態(tài)與量子系綜3.1 兩體系統(tǒng)量子態(tài)分類及純。

5、態(tài)Schmidt分解3.1.1 純態(tài)與混態(tài)、可分離態(tài)與糾纏態(tài)3.1.2 兩體純態(tài)的Schmidt分解3.2 兩體系統(tǒng)的量子糾纏，定義與分析3.2.1 兩體系統(tǒng)量子糾纏與糾纏度3.2.2 糾纏度的幾種定義3.2.3 量子糾纏的物理本質(zhì)和若干誤解3.3 混態(tài)及其描述3.3.1 再談混態(tài)概念3.3.2 混態(tài)的起源糾纏與測(cè)量3.3.3 密度矩陣描述普遍性的數(shù)學(xué)根據(jù)Gleason定理3.3.4 約化密度矩陣3.4 混態(tài)系綜解釋的含糊性3.4.1 密度矩陣集合的凸性3.4.2 三談混態(tài)概念3.5 兩體量子系統(tǒng)糾纏度計(jì)算3.5.1 兩體相對(duì)熵計(jì)算的定理1及應(yīng)用3.5.2 兩體相對(duì)熵計(jì)算的定理2及應(yīng)用3.5.。

6、3 兩體連續(xù)變量量子態(tài)糾纏度計(jì)算方法練習(xí)題第三章參考文獻(xiàn)第四章 量子糾纏分析與判斷4.1 量子糾纏結(jié)構(gòu)一般分析4.1.1 引言4.1.2 量子糾纏與可分離性4.1.3 多體純態(tài)糾纏結(jié)構(gòu)分析4.2 量子糾纏判斷4.2.1 兩體態(tài)可分離性的部分轉(zhuǎn)置正定判據(jù)Peres判據(jù)4.2.2 Peres判據(jù)討論4.2.3 兩體協(xié)方差關(guān)聯(lián)張量Cij(A,B)及其判別法4.2.4 兩體量子態(tài)可分離性的W-Z充要判據(jù)4.2.5 W-Z判據(jù)及Cjk(A,B)=0判據(jù)的應(yīng)用4.2.6 Peres判據(jù)與Free和Bound兩類糾纏態(tài)4.3 存儲(chǔ)器量子態(tài)糾纏分析4.3.1 復(fù)合雙態(tài)系統(tǒng)的純態(tài)4.3.2 糾纏指數(shù)4.3.3 。

7、N-qubit系統(tǒng)量子態(tài)的糾纏分類定理練習(xí)題第四章參考文獻(xiàn)第五章 量子糾纏與Bell型空間非定域性5.1 Bell-CHSH-GHZ-Hardy-Cabello路線綜述5.1.1 EPR佯謬引發(fā)的Bell不等式路線5.1.2 CHSH不等式及其最大破壞5.1.3 GHZ定理及其實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)5.1.4 Hardy定理5.1.5 Cabello定理5.1.6 連續(xù)變量系統(tǒng)的Bell不等式5.2 量子糾纏與Bell型空間非定域性關(guān)聯(lián)分析5.2.1 “定域?qū)嵲谡摗迸c量子糾纏5.2.2 QT的空間非定域性5.3 對(duì)Bell-CHSH-GHZ-Hardy-Cabello路線評(píng)論5.3.1 Bell空間非定域性。

8、本質(zhì)評(píng)論之一5.3.2 Bell型理論的局限性評(píng)論之二5.3.3 Bell型理論的發(fā)展評(píng)論之三練習(xí)題第五章參考文獻(xiàn)第六章 開放系統(tǒng)演化與退相干6.1 混態(tài)演化之一Kraus定理6.1.1 密度矩陣的映射超算符方法6.1.2 超算符的性質(zhì)，Kraus定理6.2 混態(tài)演化之二主方程方法6.2.1 密度矩陣的演化主方程的導(dǎo)出6.2.2 主方程的物理分析6.3 主方程的求解6.3.1 主方程求解方法(I)概述6.3.2 主方程求解方法(II)超算符Lie代數(shù)方法6.3.3 例算(I)：簡(jiǎn)單主方程的求解6.3.4 例算(II)：主方程的超算符求解6.4 量子退相干問題初步分析6.4.1 退相干的物理起源。

9、6.4.2 單qubit信息衰減模式分析退相干基本模式6.4.3 系統(tǒng)與環(huán)境耦合造成的退相干6.4.4 測(cè)量造成退相干(I)Kraus退相干模型6.4.5 測(cè)量造成退相干(II)近獨(dú)立全同粒子測(cè)量退相干模型6.4.6 一個(gè)例算練習(xí)題第六章參考文獻(xiàn)第七章 混態(tài)純化與相干性的恢復(fù)7.1 量子態(tài)純化7.1.1 采用局域POVM方法來純化7.1.2 采用局域CNOT操作來純化7.1.3 用線性光學(xué)器件對(duì)光子極化糾纏混態(tài)的純化7.2 量子擦洗與相干性恢復(fù)技術(shù)7.2.1 不確定性原理和波包交疊單粒子態(tài)的量子擦洗相干性恢復(fù)技術(shù)(I)7.2.2 正交投影單粒子不同組分態(tài)的量子擦洗相干性恢復(fù)技術(shù)(II)7.2.。

10、3 GHJW定理混態(tài)的糾纏純化與廣義量子擦洗相干性恢復(fù)技術(shù)(III)7.2.4 Swapping遙控相干性恢復(fù)技術(shù)(IV)7.2.5 全同性原理應(yīng)用全同多粒子態(tài)的相干性恢復(fù)技術(shù)(V)練習(xí)題第七章參考文獻(xiàn)第八章 量子態(tài)的非克隆定理與量子Zeno效應(yīng)8.1 量子態(tài)的克隆問題8.1.1 量子態(tài)非克隆定理8.1.2 量子態(tài)不可克隆和生物大分子可以克隆的對(duì)比8.1.3 概率克隆、近似克隆與最可信克隆8.2 量子態(tài)的不可刪除定理8.2.1 量子態(tài)的“不可刪除定理”8.2.2 糾纏不可克隆定理8.3 量子Zeno效應(yīng)和有關(guān)問題8.3.1 量子Zeno佯謬成了量子Zeno效應(yīng)8.3.2 量子Zeno效應(yīng)存在性。

11、的理論論證8.3.3 量子Zeno效應(yīng)的本質(zhì)8.3.4 dp(t)/dt|t=0=0與負(fù)指數(shù)衰變規(guī)律并不矛盾8.3.5 量子Zeno效應(yīng)的某些應(yīng)用8.3.6 量子反Zeno效應(yīng)又成了“佯謬”?練習(xí)題第八章參考文獻(xiàn)第九章 量子態(tài)的超空間轉(zhuǎn)移9.1 第一代量子態(tài)超空間轉(zhuǎn)移Quantum Teleportation9.1.1 實(shí)驗(yàn)前狀況9.1.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù)9.1.3 原則性操作9.1.4 具體操作9.1.5 幾點(diǎn)分析9.2 第二代量子Teleportation量子Swapping9.2.1 理論方案9.2.2 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行9.3 Teleportation實(shí)驗(yàn)分析改進(jìn)與自由飛行qubit9.3.1 對(duì)首。

12、次實(shí)驗(yàn)的評(píng)論9.3.2 Innsbruck小組的回復(fù)9.3.3 后來Innsbruck小組的自由傳播的teleported qubits9.4 第三代量子Teleportation多目標(biāo)共享量子Teleportation9.4.1 理論方案9.4.2 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行9.5 量子態(tài)超空間轉(zhuǎn)移的普遍理論方案9.5.1 超算符觀點(diǎn)處理量子態(tài)Teleportation9.5.2 S能級(jí)任意態(tài)Teleportation的理論方案9.5.3 連續(xù)態(tài)Teleportation的理論方案9.5.4 混態(tài)的Teleportation9.6 量子態(tài)超空間轉(zhuǎn)移的奇異性質(zhì)練習(xí)題第九章參考文獻(xiàn)第十章 量子門與簡(jiǎn)單量子網(wǎng)絡(luò)10。

13、.1 量子邏輯門的構(gòu)成與運(yùn)行10.1.1 量子態(tài)的存儲(chǔ)量子位與量子存儲(chǔ)器10.1.2 量子態(tài)的操控10.2 量子門簡(jiǎn)單組合及量子網(wǎng)絡(luò)分解10.2.1 量子門的簡(jiǎn)單組合10.2.2 量子網(wǎng)絡(luò)的Deutsch分解定理10.2.3 分解舉例10.3 量子計(jì)算機(jī)及量子網(wǎng)絡(luò)的DiVincenzo標(biāo)準(zhǔn)10.3.1 關(guān)于量子計(jì)算機(jī)的五條DiVincenzo標(biāo)準(zhǔn)10.3.2 關(guān)于量子計(jì)算機(jī)的量子網(wǎng)絡(luò)功能附加的兩條必要標(biāo)準(zhǔn)練習(xí)題第十章參考文獻(xiàn)第十一章 量子算法11.1 概論量子算法的基本特征11.1.1 經(jīng)典的計(jì)算復(fù)雜性理論11.1.2 量子算法的基本特征11.2 Deutsch量子算法11.2.1 Deuts。

14、ch問題11.2.2 Deutsch量子算法步驟11.3 量子分立傅里葉變換DFTq11.3.1 分立傅里葉變換11.3.2 算法的實(shí)施11.4 量子Shor算法11.4.1 任務(wù)11.4.2 Shor量子算法步驟簡(jiǎn)單概括11.4.3 上面步驟中，最關(guān)鍵的是第一步，即求周期r11.4.4 量子Shor算法的兩點(diǎn)注記11.5 量子Grover算法“量子搖晃”或量子搜尋算法11.5.1 Grover算法遍歷搜尋問題的量子算法11.5.2 對(duì)Grover算法具體操作的說明11.5.3 式(11.24)的證明11.5.4 Grover算法的物理實(shí)現(xiàn)練習(xí)題第十一章參考文獻(xiàn)第十二章 量子誤差糾正與保真度計(jì)。

15、算12.1 量子誤差與糾正12.1.1 量子誤差的來源和類型12.1.2 簡(jiǎn)單的經(jīng)典誤差糾正碼12.1.3 簡(jiǎn)單的量子誤差糾正碼自旋翻轉(zhuǎn)型12.1.4 簡(jiǎn)單的量子誤差糾正碼相位翻轉(zhuǎn)型12.1.5 量子誤差糾正碼一般情況12.2 Bures保真度的計(jì)算12.2.1 Bures保真度定義12.2.2 多模高斯混態(tài)Bures保真度的一般公式12.2.3 計(jì)算公式(12.30)的簡(jiǎn)單證明12.3 Bures保真度計(jì)算舉例第十二章參考文獻(xiàn)第十三章 量子信息論13.1 經(jīng)典Shannon理論簡(jiǎn)介13.1.1 Shannon熵和數(shù)據(jù)壓縮13.1.2 Shannon無噪聲編碼定理13.1.3 互信息13.1.。

16、4 H(X,Y),H(X|Y),I( X;Y)性質(zhì)總結(jié)13.1.5 Shannon噪聲信道編碼定理13.2 量子信息中的von Neumann熵13.2.1 von Neumann熵定義13.2.2 von Neumann熵的數(shù)學(xué)性質(zhì)及討論13.2.3 高斯型多模混態(tài)的von Neumann熵計(jì)算13.3 量子無噪聲編碼定理與量子數(shù)據(jù)壓縮13.3.1 無噪聲編碼定理的量子模擬13.3.2 量子數(shù)據(jù)壓縮舉例13.3.3 Schumacher編碼Schumacher無噪聲量子編碼定理13.3.4 稠密編碼(dense coding)概念13.4 混態(tài)量子信息壓縮的初步討論13.4.1 混態(tài)編碼與壓縮問題13.4.2 Holevo信息Holevo限X13.5 可獲取的最大信息13.5.1 可獲取信息定義與Holevo限13.5.2 可識(shí)別性的改進(jìn)Peres-Wootters方法13.5.3 單用戶量子信道的經(jīng)典信息容量13.6 量子信道的經(jīng)典信息容量多個(gè)發(fā)送者情況13.6.1 簡(jiǎn)介與準(zhǔn)備13.6.2 復(fù)合測(cè)量13.6.3 隨機(jī)編碼13.6.4 逆定理證明13.6.5 應(yīng)用討論練習(xí)題第十三章參考文獻(xiàn)附錄A 量子變換理論簡(jiǎn)介附錄B 與量子光場(chǎng)耦合的雙態(tài)體系一般動(dòng)力學(xué)Raman散射腔QED和廣義Jaynes-Cummings模型的普遍理論附錄C 一份量子信息物理原理參考試卷習(xí)題解答索引。

總結(jié)

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