新書出版自然科普 | 物理
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量子科技正在改變世界，從粒子走向晶片：看懂量子科技真正改變了什麼！量子點×自旋電子×奈米探針×量子通訊×量子電腦，從百年科學理論到現代產業應用
材料×測量×奈米科技×通訊×運算×晶片……少量簡單公式，帶你從量子原理讀到科技應用與產業發展，看見正在形成中的未來科技版圖！【從量子理論走向現實世界】量子物理誕生於20世紀初，百餘年來不只改寫人類對微觀世界的理解，也逐步成為現代科技的重要基礎。從半導體、雷射、核磁共振、硬碟儲存，到量子通訊與量子電腦，許多今日習以為常或備受期待的技術，都與量子理論的突破密切相關。本書將視野由量子力學的科學原理延伸至產業應用，從「理論、技術到產業」完整梳理量子科技的發展脈絡，說明那些看似抽象的量子現象，究竟怎樣轉化為材料、設備、資訊與製造技術，進一步形成涵蓋多種尖端領域的量子產業體系。【從微觀粒子看見材料與測量革命】全書首先從量子材料切入，介紹量子點、石墨烯、奈米碳管與拓撲材料，說明科學家如何利用特殊結構，使微觀尺度中的量子效應呈現在實際材料之中，打開顯示、電子與新材料技術的新可能。接著從粒子的自旋、塞曼效應與量子精密測量，延伸至巨磁阻、硬碟儲存、核磁共振與基本單位量子化等應用。量子穿隧效應則進一步打開奈米世界的大門，掃描穿隧顯微鏡讓人類得以直接探測甚至操縱原子，推動奈米裝置、生物製劑與半導體製程持續突破微縮極限。【從量子糾纏到運算與晶片競賽】量子科技的另一條主線，來自糾纏、相干與量子資訊。書中由量子糾纏與超距作用談起，帶領讀者理解量子通訊、量子隱形傳態與量子加密的原理，再以量子相干說明雷射、超導、超流體與玻色－愛因斯坦凝聚態等重要現象。進入量子運算領域後，則從古典計算與量子計算的差異出發，介紹量子搜尋、量子模擬、量子退火與量子機器學習，並分析量子演算法對現代密碼體系帶來的衝擊。進一步比較超導、離子阱、中性原子、半導體與光量子等不同量子位元技術，看見各國與跨國科技企業競逐量子電腦的發展方向。【看懂正在形成的量子產業版圖】量子科技並非遙遠未來的想像，它早已滲入資訊、醫療、製造、通訊、材料、能源與精密測量等產業。本書最後把前述技術重新放回產業發展的整體脈絡，梳理美國、歐洲及其他國家的量子科技策略，並觀察量子技術對新興產業與傳統產業可能帶來的改變。透過材料、測量、奈米科技、通訊、雷射、超導、運算與晶片等八大主題，讀者可以建立一幅完整的量子產業地圖，理解量子理論如何一步步轉化為現實技術，也看見下一波科技競爭與產業革新的可能方向。量子代表未來，而這個未來其實已經開始進入我們的日常生活。【本書特色】：本書跳脫傳統量子力學科普只談理論與歷史的框架，從量子材料、精密測量、穿隧效應、量子糾纏、雷射與超導，一路延伸至量子運算、量子晶片與產業布局，完整串連「理論－技術－產業」的發展脈絡。透過大量實際應用與產業案例，帶領讀者理解量子科技如何進入醫療、資訊、製造、通訊與材料領域，建立清楚的量子產業全貌。
量子力學超圖解：從原子探索到多世界詮釋，輕鬆搞懂電子、波粒二象性與測不準原理
看不懂算式沒關係，用故事與圖解就能看明白量子力學！ 複習高中基礎就能懂，直擊薛丁格方程式的物理核心！ 從智慧型手機、穿隧效應到量子電腦，一本看懂未來的科學趨勢！ 本書分段描述建構量子力學相關的歷史背景與小故事，並透過漫畫圖解來說明，讓人輕鬆克服心理障礙，更簡單、有效地達至學習效果 是一本就算完全沒接觸過物理的人，都能愉快閱讀的量子力學入門書！ 「量子力學」是為了記述在以分子、原子、基本粒子、光子這些研究對象所隸屬的微觀世界中所觀察到的各種物理現象，而創設發展出來的學問。它的地位足以與愛因斯坦的相對論並稱為現代物理學的二大支柱，對於物理、化學、生物學、甚至工程學等領域的學生來說，既是無可避免的基礎知識，也是必備的工具。但是由於量子力學所涉及的概念與思考大大地遠離我們熟悉的日常經驗，同時這門學問也需要運用以複數為基礎的數學運算等種種原因，所以它會造成初學者在學習上的心理障礙導致十分難以掌握這門學科。即使除去數學面的原因不談，在嘗試理解微觀世界中所展現的粒子性與波動性的「雙重性格」時，每個人都會面臨到極大的困惑。 要克服心理障礙的有效手段之一，就是去了解它的歷史背景。正如成語「千里之堤，潰於蟻穴」所言，任何障礙只要開了一個孔，即使這個孔再怎麼小，也可能出現更大的突破。當然，本書並非正式的課本，但它作為量子力學的入門或輔助讀本，必定可以充分達到穿出蟻穴的效果。 本書特色 量子力學以複雜的數學運算為基礎，所以初學者在學習時常因此有心理障礙。本書分段描述建構量子力學相關的歷史背景與小故事，並透過漫畫的強力圖解來進行說明，讓人輕鬆克服心理障礙，更簡單、有效地達至學習成果。 物質的真面目究竟是什麼？ 物質可以不斷地被對半分下去嗎？ 量子力學與我們的生活到底有什麼關係？ 「量子力學」是為了記述在以分子、原子、基本粒子、光子這些研究對象所隸屬的微觀世界中所觀察到的各種物理現象，而創設發展出來的學問。它的地位足以與愛因斯坦的相對論並稱為現代物理學的二大支柱，對於物理、化學、生物學、甚至工程學等領域的學生來說，既是無可避免的基礎知識，也是必備的工具。 本書主要是以漫畫的方式來呈現較為枯燥難懂的量子力學。書中是以高中的戲劇社要公演為背景來展開故事。本書是從一開始的基礎知識開始談起，不只是量子力學發展歷程、代表人物也複習到了在高中時所我們所學過的部分理化、數學課程。在劇情式的漫畫告一段落之後會穿插進更為詳細的說明。先以漫畫的方式讓讀者能輕鬆進入這門看似生硬的學問，接著才用補充說明的方式補足漫畫中未能清楚交代的部分。比起一般一開頭就長篇大論的同類書籍來，本書可說是非常簡單易懂的入門書籍。 拋開可怕的公式，直擊量子力學本質！ • 古代與現代的對話： 物質一直切分下去會變成什麼？阿基里斯真的追不上烏龜嗎？ • 揭開原子的真面目： 從湯木生、拉塞福到波耳，科學家是如何撞擊出原子的內部構造？ • 幽靈般的機率世界： 電子到底在哪裡？為什麼我們無法同時知道它的位置與運動狀態？ • 生活中的量子現象： 沒想到少了「穿隧效應」，家裡的家電產品根本做不出來？！ 本書站在文科生與一般讀者的角度，拋開繁複計算，用最生動的圖解與精彩的故事，帶你一步一步深入微觀世界。 從一寸法師到宇宙創生、從家電用品裡的穿隧效應到量子電腦，徹底解開這個世界最迷人、最劃時代的終極謎題！ ※本書原名為《世界第一簡單量子力學》，現更名為此。
