《量子信息處理導論》是2019年西安交通大學出版社出版的圖書，作者是[匈] 亞諾什·博古，[美] 馬克·希勒里，主要講述了為研究生第一學期課程內容，自2003春季學期在紐約市立大學研究生中心首次開課以來，已授課多次。課上，學生們的水平不亞於物理學家，可以認為他們的量子力學知識已經達到研究生一年級水平。寫此書的目的是希望學生能夠通過學習獨立研究該學科的原始文獻。
基本介紹
- 中文名：量子信息處理導論
- 作者：[匈] 亞諾什·博古，[美] ]馬克·希勒里
- 出版社： 西安交通大學出版社
- ISBN：9787569308976
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《量子信息處理導論》涵蓋了量子信息的各個方面，但鑒於時間有限，並非面面俱到。《量子信息處理導論》第2章討論密度矩陣及其表示。第3章研究糾纏理論，包括Bell不等式、糾纏檢測和Peres部分轉置檢測。並且證明如何在純態和混合態中實現糾纏量化，隨後研究雙量子糾纏態的共生糾纏度。糾纏是實現量子通信的一種重要手段，例如隱態傳輸和密集編碼。第4章研究廣義量子動力學，它歸納了量子態的標準么正演化，並可以推導出量子映射的Kraus表示及其實際套用——消偏振信道。同時也證明了一些不存在的量子映射，如可以完美複製任意輸入態的量子克隆映射。
第5章研究量子測量理論。類似用量子映射歸納標準么正變換，正運算元取值測度（POVM）歸納了標準投影測量。這裡引入一個用POVM表述的廣義測量的拓展理論。區分兩種非正交量子態問題就屬於這類測量，《量子信息處理導論》將討論兩種常用的區分策略，即小差錯策略和無錯區分策略。POVM引發了量子密碼學的討論，主要有B92協定和早期BB84協定。量子信息理論在量子通信中的諸多神奇套用，例如秘密共享，都依賴於某些量子映射的不可能性。
第7章討論量子計算，側重研究量子信息處理領域中另一個重要理論，疊加原理。其中包括Deutsch-Jozsa算法、Bernstein-Vazirani算法、Grover搜尋算法以及周期搜尋，同時也研究了量子遊走在搜尋新算法的重要運用。實際量子計算中首要解決的問題是誤碼。因此，量子糾錯碼應運而生。隨後對量子編碼理論進行研究，包括Shor碼和CSS碼。
第8章討論量子計算機，它是一種基於量子系統實現量子操作的設備。量子計算機可以是單功能或者可程式的，同時將討論可程式計算機的極限情況。最後了解可程式量子態分辨器，該設備中是用待區分量子態以編程形式出現的，而非直接硬線接入設備中。
圖書目錄
第1章 導論
1．1 量子比特
1．2 量子門
1．3 量子線路
1．4 Deutsch算法
1．5 問題
參考文獻
第2章 密度矩陣
2．1 集合與子系統
2．2 性質
2．3 量子純態與量子混合態
2．4 純態分解與集合表示
2．5 數學旁白：二分態的Schmidt分解
2．6 純化、約化密度矩陣與子系統表示
2．7 問題
參考文獻
第3章 糾纏
3．1 糾纏的定義
3．2 Bell不等式
3．3 糾纏的代表性套用：密集編碼和隱態傳輸
3．3．1 密集編碼
3．3．2 隱態傳輸
3．4 可分離性條件
3．5 糾纏蒸餾和糾纏形成
3．5．1 局域操作和經典通信[LOCC]
3．5．2 糾纏蒸餾：Procrustean法
3．5．3 糾纏形成
3．6 糾纏度
3．6．1 衡量純二分態糾纏度的vonNeumann熵：第一組性質
3．6．2 有用的輔助量：相對熵與Klein不等式
3．6．3 vonNeumann熵：第二組性質
3．6．4 局域測量對糾纏的影響
3．6．5 混合態糾纏
3．6．6 局域性系統部分缺失對糾纏的影響
3．6．7 束縛糾纏
3．7 共生糾纏度
3．8 問題
參考文獻
第4章 廣義量子動力學
4．1 量子映射與超運算元
4．1．1 量子映射及其Kraus表示
4．1．2 量子映射的性質
4．1．3 Kraus運算元的性質
4．2 實例：消偏振信道
4．3 不存在的映射
4．3．1 克隆映射與不可克隆原理
4．3．2 超光速通信
4．4 問題
參考文獻
第5章 量子測量理論
5．1 概述
5．2 標準量子測量
5．3 正運算元取值測度
5．4 Neumark定理與通過廣義測量實現的POVM
5．5 實例：量子態區分策略
5．5．1 兩個純態的無錯區分
5．5．2 兩個量子態之間的最小差錯區分
5．6 問題
參考文獻
……
第6章 量子密碼學
第7章 量子算法
第8章 量子計算機
第9章 退相干與量子糾錯
索引
