量子力學(xué)的發(fā)展歷史波瀾壯闊。當(dāng)前，量子科技處于加速度的關(guān)鍵時刻，量子技術(shù)在國家和全球范圍內(nèi)取得的進展超出了預(yù)期。可以預(yù)見，基于量子技術(shù)的量子競爭，將會改變?nèi)祟惉F(xiàn)有的生產(chǎn)和生活方式，甚至影響世界格局。
本書概述了第二次量子科技革命的重要性，簡單介紹了量子計算機、量子通信與量子傳感器的出現(xiàn)，進而形成量子物聯(lián)網(wǎng)的未來產(chǎn)業(yè)，以及現(xiàn)代公民應(yīng)該具備哪些基本量子素養(yǎng)以面對時代的嶄新變局。并且，作者敏銳地注意到，量子科技時代的應(yīng)用研究與教育的新特色。在這本書中，作者就如何將量子科技教育納入現(xiàn)代教育，如何將其從中學(xué)延續(xù)到大學(xué)，提出了方案，并以實驗作為支持。通過本書，讀者將對未來量子科技產(chǎn)業(yè)及其對人類社會的影響有所了解，并能夠?qū)⒒逎⑸願W的量子知識轉(zhuǎn)化成生活常識。
理論性與實踐應(yīng)用相結(jié)合：以清晰的邏輯全面解析量子概念。
觀點新穎：書中嘗試引入相關(guān)的歷史與社會發(fā)展背景，同時也試探著分析東西方文化的差異性是否也像一種量子特有的波粒二象性展現(xiàn)，視角獨特而新穎。
通俗、易懂，可讀性強：為與一般量子正式教科書區(qū)隔，因此全書除極少數(shù)地方外，看不到深奧的物理與數(shù)學(xué)符號或公式。通過通俗易懂的文字，展現(xiàn)出了科學(xué)的魅力。
作者的專業(yè)性和權(quán)威性：張慶瑞教授著名科普事跡眾多，主要有首次在臺北101大樓點燈拼出E=MC2，引起世界注目，從此啟動于每年12月31日跨年拼字。創(chuàng)建臺灣大學(xué)第一個物理文物廳，展示亞洲最早期考克饒夫－瓦耳頓型直線粒子加速器。專業(yè)領(lǐng)域方面，張慶瑞教授已發(fā)表280篇以上專業(yè)論文，并獲得28個以上磁性相關(guān)專利。張教授曾擔(dān)任過亞洲磁性協(xié)會理事長，也曾任臺灣磁性協(xié)會理事長及臺灣物理學(xué)會理事長。
張慶瑞，曾任臺灣大學(xué)代理校長，目前任中原大學(xué)物理學(xué)系講座教授，主要研究量子計算及其應(yīng)用、自旋電子學(xué)、拓撲絕緣體與二維電子系統(tǒng)的自旋傳輸、磁性體的動態(tài)翻轉(zhuǎn)機制等。他長期從事物理學(xué)的教學(xué)與研究，尤其注重物理學(xué)的工業(yè)應(yīng)用，是國際電氣和電子工程師協(xié)會會士（IEEE Fellow）、美國物理學(xué)會會士（APS Fellow），目前擔(dān)任中原大學(xué)-富士通計算中心主任。他在磁學(xué)、電子學(xué)、量子信息等領(lǐng)域多有建樹，其在工業(yè)領(lǐng)域的貢獻獲得了業(yè)界的高度贊賞，頗具權(quán)威性。
第一章
量子霸權(quán)已經(jīng)降臨
第一節(jié)知識應(yīng)用推動的歷次科技革命 · 003
第二節(jié)第二次量子科技革命出現(xiàn)的背景與特色 · 009
第三節(jié)后硅谷時代的全球量子科技競賽 · 013
第四節(jié)量子計算機的分類與產(chǎn)業(yè)近況 · 018
小結(jié) · 020
第二章
從量子論到量子力學(xué)
第一節(jié)思想起源及時代背景 · 031
第二節(jié)原子模型的演化過程 · 042
第三節(jié)量子力學(xué)的崛起 · 046
第三章
高維度的數(shù)學(xué)空間
第一節(jié)量子態(tài)與復(fù)數(shù)空間 · 063
第二節(jié)向量空間與希爾伯特空間 · 067
小結(jié) · 072
第四章
可逆量子運算
第一節(jié)可逆與不可逆過程 · 077
第二節(jié)麥克斯韋妖與熵的關(guān)系 · 083
第三節(jié)信息熵的意義與影響 · 086
第四節(jié)可逆的量子計算機 · 092
小結(jié) · 095
第五章
量子比特與量子計算機
第一節(jié)量子的特性 · 101
第二節(jié)量子圖靈機 · 105
第三節(jié)量子比特 · 110
第四節(jié)量子邏輯門與預(yù)言機 · 118
第五節(jié)低溫電子學(xué) · 124
第七節(jié)量子計算機的種類 · 132
第八節(jié)量子糾錯與容錯 · 135
小結(jié) · 137
第六章
量子算法
第一節(jié)什么是算法 · 143
第二節(jié)量子算法 · 146
第三節(jié)如何開始量子計算 · 164
小結(jié) · 169
第七章
量子計算應(yīng)用
第一節(jié)量子計算現(xiàn)況 · 175
第二節(jié)量子計算應(yīng)用領(lǐng)域 · 181
小結(jié) · 199
第八章
量子計量學(xué)與量子傳感器
第一節(jié)特殊的生物量子傳感 · 205
第二節(jié)計量與傳感 · 206
小結(jié)·219
第九章
量子通信與量子互聯(lián)網(wǎng)
第一節(jié)加密傳輸?shù)闹匾浴?25
第二節(jié)量子加密·231
第三節(jié)量子通信·236
第四節(jié)量子互聯(lián)網(wǎng)·244
小結(jié)·248
第十章
量子教育與世界未來
第一節(jié)量子常識與知識·253
第二節(jié)量子游戲與量子科幻·255
第三節(jié)量子教育·263
第四節(jié)后硅谷時代的量子新世界·267
小結(jié)·271
附錄一全球主要國家或地區(qū)量子科技發(fā)展現(xiàn)狀·277
附錄二全球主要公司的量子科技發(fā)展現(xiàn)狀
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