本书介绍了量子计算与量子信息(10周年版)相关知识

量子信息处理可以带来许多意想不到的具有特殊优势的结果。量子算法可以有效地进行大数质因数分解。在量子算法背景下，很多经典保密通信协议的安全性受到威胁，然而量子保密通信可以抵抗来自包括量子计算机在内的任何针对通道的攻击。由于存在诸多特殊应用，量子计算与量子信息科学近年来得到蓬勃发展。 对于这一相对年轻但又具有广阔发展前景的学科，优秀的系统化的教材比较缺乏。本书是本领域公认的最权威的系统化教材之一，也几乎是本学科研究人员的必备基本材料，有学者曾将之称为量子计算与量子信息学科教材中的“圣经”。 本书分三大部分。 第 1部分为总论和量子物理学基础，还包括少量计算机科学基础知识。量子物理学基础部分主要介绍学习量子计算与量子信息所必需的量子力学基础知识，这一部分采用了侧重于数学框架和公理化体系的讲述方法，从而更便于为非物理专业的读者所理解。 第 2部分讲述量子计算，包括量子算法和实现量子算法的一些物理系统的基础内容。这部分首先介绍了实现普适量子计算所需要的基本逻辑门 ——单量子比特门与条件非门（第4章）。之后较详细地介绍了现有的两个主要量子算法问题，即质因数分解问题（第5章）和搜索问题（第6章）。第7章讲物理实现，介绍了几个主要的实现条件非门的物理系统；这些物理系统虽然目前尚未实现大规模量子计算，但是大多数已经实现或基本实现了普适量子计算所需要的基本逻辑门。 第 3部分为量子信息论，主要介绍量子纠错码和量子信息论的数学框架。这里包括了非常重要的量子密码的基础内容，即理想条件下的安全性证明（第12.6节）。第3部分未包含物理实现内容。 本书的特点是全面包含量子计算和量子信息的核心内容，且系统性强，结构清晰，深入浅出。这使其很适合作为相关专业的本科生和研究生教材，也适合于用作本领域研究人员的基础参考资料；对于那些准备从其他研究领域转行投入本领域研究的具有物理学、信息科学或数学等专业背景的研究人员，本书也是一本非常合适的入门书籍。 如同任何其他书籍一样，本书的内容也不可能面面俱到。本书几乎未涉及连续变量量子信息处理的有关内容。这方面，目前有多篇综述论文和一些专门教材可供参考。另外，尽管同多数同类教材比较起来，本书已经较深入地介绍了量子密码内容，但是相比于其重要性，量子密码方面的内容量还是有些偏少，对这方面感兴趣的读者可参阅相关专著。 王向斌 清华大学物理系 2015年9月

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