量子科技入門
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內容簡介
量子經過數十年的研究，已經取得許多關鍵性的突破，這些發展可能為人類的生活帶來相當大的影響。在世界各國投入大量資源積極發展量子相關技術的同時，如何讓量子科技的知識普及並向下扎根，是一項重要且關鍵的工作。
本書以深入淺出的文字，搭配豐富的圖片說明，一開始先介紹與量子計算有關的計算機概論、基礎數學、基礎物理，建立後續學習量子科技相關知識的基本能力。接著，透過量子位元、量子疊加、量子測量、量子糾纏等單元的介紹，加深對量子基礎特性與優勢的了解。最後，講述量子計算與量子演算法，並介紹IBM Quantum Composer實作，讓您輕鬆體驗量子計算。
只要具備高中所學的計算機、數學和物理基礎，便能透過本書學習量子科技與量子計算的基本知識。期盼透過本書，引發更多學子對量子科技的學習興趣，累積臺灣的量子人才庫。
本書以深入淺出的文字，搭配豐富的圖片說明，一開始先介紹與量子計算有關的計算機概論、基礎數學、基礎物理，建立後續學習量子科技相關知識的基本能力。接著，透過量子位元、量子疊加、量子測量、量子糾纏等單元的介紹，加深對量子基礎特性與優勢的了解。最後，講述量子計算與量子演算法，並介紹IBM Quantum Composer實作，讓您輕鬆體驗量子計算。
只要具備高中所學的計算機、數學和物理基礎，便能透過本書學習量子科技與量子計算的基本知識。期盼透過本書，引發更多學子對量子科技的學習興趣，累積臺灣的量子人才庫。
目錄
CH1 量子計算的先備知識：計算機概論
1-1 古典電腦的組織
1-2 古典計算中的邏輯運算
CH2 量子計算的數學基礎
2-1 數系
2-2 三角函數
2-3 量子物理常用的數學工具
2-4 矩陣與線性聯立方程組
CH3 量子計算的物理基礎
3-1 古典物理學範疇
3-2 波動
3-3 量子物理
CH4 量子位元
4-1 物理上的概念
4-2 量子位元的要求
4-3 量子位元與古典位元
4-4 目前主要的量子位元實現方式
CH5 量子疊加
5-1 量子疊加的物理意義
5-2 量子疊加的數學解釋與意義
5-3 資訊上的疊加態
CH6 量子測量
6-1 量子測量 vs 古典測量
6-2 測量運算子與測量結果的關係
6-3 測量物理量的運算子
6-4 斯特恩－革拉赫實驗裡的量子測量
CH7 量子糾纏
7-1 什麼是糾纏態
7-2 量子糾纏相關爭論的時空背景
7-3 隱變量理論
7-4 貝爾不等式
7-5 製造糾纏態
7-6 量子遙傳
CH8 量子計算
8-1 操作量子位元—量子邏輯閘
8-2 單量子位元邏輯閘
8-3 通用單量子位元邏輯閘
8-4 多量子位元邏輯閘
8-5 IBM Q 圖形化介面之操作
CH9 量子演算法
9-1 量子平行性與其限制
9-2 Deutsch-Jozsa 演算法
9-3 Grover 演算法
9-4 Shor 演算法
索引與簡答
1-1 古典電腦的組織
1-2 古典計算中的邏輯運算
CH2 量子計算的數學基礎
2-1 數系
2-2 三角函數
2-3 量子物理常用的數學工具
2-4 矩陣與線性聯立方程組
CH3 量子計算的物理基礎
3-1 古典物理學範疇
3-2 波動
3-3 量子物理
CH4 量子位元
4-1 物理上的概念
4-2 量子位元的要求
4-3 量子位元與古典位元
4-4 目前主要的量子位元實現方式
CH5 量子疊加
5-1 量子疊加的物理意義
5-2 量子疊加的數學解釋與意義
5-3 資訊上的疊加態
CH6 量子測量
6-1 量子測量 vs 古典測量
6-2 測量運算子與測量結果的關係
6-3 測量物理量的運算子
6-4 斯特恩－革拉赫實驗裡的量子測量
CH7 量子糾纏
7-1 什麼是糾纏態
7-2 量子糾纏相關爭論的時空背景
7-3 隱變量理論
7-4 貝爾不等式
7-5 製造糾纏態
7-6 量子遙傳
CH8 量子計算
8-1 操作量子位元—量子邏輯閘
8-2 單量子位元邏輯閘
8-3 通用單量子位元邏輯閘
8-4 多量子位元邏輯閘
8-5 IBM Q 圖形化介面之操作
CH9 量子演算法
9-1 量子平行性與其限制
9-2 Deutsch-Jozsa 演算法
9-3 Grover 演算法
9-4 Shor 演算法
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