量子计算机：穿越未来

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量子计算机：穿越未来

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（全文略）

量子技术是近年来发展起来的前沿技术领域。 大数据搜索、密码破译、机器学习、人工智能、身份识别等都是量子计算擅长的方向。 无论是量子计算还是量子通信量子计算机比特币，其目的都是为了解决经典计算机无法解决的问题。 预计5年内有相应的商业应用，10年内有普遍应用。 外界非常关注这项技术的发展。 本书通俗易懂地讲解复杂的技术前沿问题，避免使用量子力学、高等数学和计算机原理等高深知识，深入浅出地介绍量子计算机的基础理论和最新技术。 本书根据量子计算机的发展阶段和不断扩大的应用量子计算机比特币，依次介绍了量子计算与通信的相关理论基础、量子计算、量子通信与网络、量子安全与密码体系、行业案例研究以及量子技术的发展前景。范围.目录

第 1 章漫谈：量子计算机即将到来

1.1 量子技术的前世今生

1.1.1 先说说什么是量子

1.1.2 宏观世界和微观世界如此不同

1.2 世界上的小“物”都是量子的

1.2.1 分子、原子和量子，哪个最大？哪个最小

1.2.2 什么是量子计算机

1.2.3 量子计算将在我们的有生之年普及

1.3 计算机与机械

1.3.1 量子力学与现实生活的联系是什么

1.3.2 什么是量子力学

1.3.3 新计算理论的诞生

1.4 10分钟了解量子比特、量子计算和量子算法

1.4.1 波粒二象性

1.4.2 量子纠缠

1.4.3 量子叠加

1.4.4 量子比特和量子计算

1.5 什么是量子计算机？

1.5.1 什么是量子计算机 1.5.2 量子计算机的前世今生

1.5.3 量子计算机参赛

1.6 未来世界是量子互联网时代

1.7 现在最火的是量子通信

1.7.1 量子通信卫星如何给小明发送密码

1.7.2 中国最火的颠覆性技术量子通信

1.8 通信编码需要大智慧

1.8.1 通讯编码说明

1.8.2 我想说的是“悄悄话”

1.9 今天所有的密码系统都被破解了

1.9.1 量子加密的“牢不可破的金身”

1.9.2 走近“颠覆性技术”——量子通信能否替代传统通信

第二章 三代计算

2.1 计算机之父——图灵机模型

2.1.1 艾伦图灵是一位科学家

2.1.2 图灵机模型

2.1.3 诺贝尔计算机奖

2.2 所有计算机的同祖——图灵机

2.3 电脑爸爸——冯诺依曼机

2.3.1 “拯救”计算机的第一人——冯·诺依曼

2.3.2 经典计算机的内部机构

2.3.3 经典计算机的工作“门道”

2.4 计算机之孙——量子计算机

2.4.1 量子计算机的起源

2.4.2 量子计算机研究史

2.4.3 量子计算机算法理论

2.5 量子计算机的“硬件单元”已经创建

2.5.1 量子计算机的硬件单元

2.5.2 量子计算机的硬件逻辑单元由哪些材料构成？

2.5.3 新型量子计算机基础部件问世

2.5.4 全球首个完整的量子计算机芯片设计揭晓

2.6 量子计算机必须有“软件算法”

2.6.1 量子计算机算法理论

2.6.2 为量子计算机量身定做的秀尔算法

2.6.3 量子并行计算中的随机搜索——Grover算法

2.7 量子计算机的前景

第三章牛顿力学的困境与飞跃

3.1 物理学科

3.1.1 经典物理学的建立和发展过程

3.1.2 物理学的危机

3.1.3 经典物理学的完备与局限

3.1.4 量子理论的出现

3.2 长子：牛顿力学

3.2.1 苹果为什么会落在牛顿头上

3.2.2 牛顿是谁

3.2.3 牛顿思想的对错：适用范围和局限性

3.3 孙子：量子力学

3.3.1 谈谈量子力学

3.3.2 量子力学是物理学的一个分支，用来解释微观粒子

3.3.3 “薛定谔的猫”的困境

3.3.4 在量子世界中，波函数是数学描述还是实体

3.3.5 没有高等数学基础做量子力学——薛定谔方程

3.3.6 眼见为实：量子力学的实验证明

3.3.7 牛顿力学与量子力学的决战

3.4 独有技能：量子纠缠

3.4.1 制作量子纠缠CT

3.4.2 千里传心：瞬移

3.4.3 量子纠缠将远程控制你的生活

3.5 川剧变脸：量子态嵌套

3.5.1 普通人看不懂的量子态嵌套

3.5.2 原来如此：量子态嵌套原理

3.6 挑战量子力学的领袖——爱因斯坦

3.6.1 量子力学描述世界的语言与经典力学有着根本的不同

3.6.2 EPR实验

3.6.3 泊松亮点

3.6.4 量子隐形传态是“嗖”的一声将人传送出去的瞬时隐形传态吗？

第 4 章量子信息 Facebook

4.1 什么是量子信息

4.1.1 量子信息三兄弟

4.1.2 量子信息学

4.2 量子比特不是比特币

4.2.1 比特币

4.2.2 量子比特

4.3 量子信息的人生经历

4.3.1 量子信息的来源

4.3.2 量子信息技术发展

4.3.3 有小规律——量子编码定理和量子编码方案

4.4 这个“位”和那个“位”不一样

4.4.1 高明的“老大哥”——经典比特

4.4.2 引领下一代——量子比特

4.4.3 量子比特堆叠罗汉

4.4.4 谨防“李鬼”！基于量子比特原理的量子产品

第5章未来世界的老大——量子计算

5.1 量子计算

5.1.1 量子计算的发展历程

5.1.2 量子计算的基本原理

5.1.3 量子计算机的实现

5.1.4 光量子计算机

5.2 量子计算的黑白分明

5.2.1 白道：量子叠加

5.2.2 地下世界：量子相干性

5.3 独特的量子计算技术：量子算法

5.3.1 高等数学+：基于秀尔大数素因数分解的量子算法

5.3.2 百度：基于Grover的量子搜索算法

5.3.3 量子智能计算

5.4 量子计算机的核心：门

5.4.1 华山剑派Ⅰ：量子逻辑门

5.4.2 华山论剑二：单量子位门

5.4.3 华山论剑三派：条件非宗

5.4.4 华山论剑四：量子芯片

5.4.5 华山论剑学派五：量子传感器

5.5 最火的量子计算机来了

5.5.1 不同的理论和研究

5.5.2 信息战：量子计算的意义不亚于核

5.5.3 多样性必须结合：量子计算机的工作原理

5.5.4 久久必分：IT界高手的较量

第六章未来世界的神经中枢——量子通信

6.1 未来世界的神经系统

6.1.1 改变世界的新技术：量子通信

6.1.2 众人拾柴火焰高：量子通信的类型

6.2 云端漫步——量子隐形传态

6.2.1 通信迷思：量子隐形传态原理

6.2.2 事实证明是真的：量子隐形传态实验

6.3 风靡全球——量子信道

6.3.1 未来世界的高速公路：量子通道

6.3.2 能不能比光还快：光纤量子通道

6.3.3 空间通信：自由空间量子信道

6.4 为互联网插上量子的翅膀——量子通信

6.4.1 未来网络：量子通信网络的架构

6.4.2 未来世界互联：量子通信网络中的交换技术

6.4.3 世界太大：量子中继器

6.4.4 量子通信产业链

第7章量子世界的“看门狗”——安全与密码学

7.1 “看门狗”的始祖：古典密码学与现代密码学

7.1.1 古罗马人的密信：古典密码学

7.1.2 二战德国人使用的密码机：现代密码学

7.2 量子密码学的鼻祖：海森堡测不准原理

7.2.1 海森堡测不准原理

7.2.2不确定性原理的作用

7.3 我是我的网站的主人：量子密码学

7.3.1 量子密码学的起源与发展

7.3.2 量子密码原理

7.4 Alice 和 Bob 的对话：量子密钥分发

7.4.1 量子密钥分发

7.4.2 BB84 量子密钥分发协议及其工作原理

7.4.3 量子安全通信与墨子号进展

7.4.4 我怎么知道有人在窃听：光子的偏振态

7.5 量子密码学的宝库——工作原理

7.5.1 第 1 册：量子密码学理论模型

7.5.2 第二册：量子密码学理论分析

7.5.3 第三本书：量子密码学假说

7.6 每个人的秘密——量子密钥分发

7.6.1 量子密钥分发的远程通信

7.6.2 云端行走的安全保障：量子保密通信系统

7.7 量子安全直接通信

第8章量子计算机的“社会分工”

8.1 世界是我们的也是你的：传统计算机正在接近其极限

8.1.1 近20年芯片发展速度几乎没有提升

8.1.2 在登纳德定律中“偷懒”过的芯片

8.1.3 多核的陷阱：从程序的角度探索计算机的极限

8.1.4 量子计算机：误解引发的乐观与恐慌

8.2 量子计算机赋予计算机新的计算能力

8.2.1 为什么我们需要量子计算

8.2.2 量子计算机从被囚禁的原子开始

8.2.3 必须“酷”的量子计算机

8.2.4 量子计算机发展的技术难点

8.2.5 量子计算机会取代计算机吗？

8.2.6 量子计算机何时最终实现？

8.2.7 如果推广量子计算机，我们会失业吗？

随附的：

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