量子大趨勢（簡體書）

量子力學的發展歷史波瀾壯闊。當前，量子科技處於加速度的關鍵時刻，量子技術在國家和全球範圍內取得的進展超出了預期。可以預見，基於量子技術的量子競爭，將會改變人類現有的生產和生活方式，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，進而形成量子物聯網的未來產業，以及現代公民應該具備哪些基本量子素養以面對時代的嶄新變局。並且，作者敏銳地注意到，量子科技時代的應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代教育，如何將其從中學延續到大學，提出了方案，並以實驗作為支持。通過本書，讀者將對未來量子科技產業及其對人類社會的影響有所了解，並能夠將晦澀、深奧的量子知識轉化成生活常識。

張慶瑞，曾任臺灣大學代理校長，目前任中原大學物理學系講座教授，主要研究量子計算及其應用、自旋電子學、拓撲絕緣體與二維電子系統的自旋傳輸、磁性體的動態翻轉機制等。他長期從事物理學的教學與研究，尤其注重物理學的工業應用，是國際電氣和電子工程師協會會士（IEEE Fellow）、美國物理學會會士（APS Fellow），目前擔任中原大學-富士通計算中心主任。他在磁學、電子學、量子信息等領域多有建樹，其在工業領域的貢獻獲得了業界的高度讚賞，頗具權威性。

理論性與實踐應用相結合：以清晰的邏輯全面解析量子概念。

觀點新穎：書中嘗試引入相關的歷史與社會發展背景，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，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隔，因此全書除極少數地方外，看不到深奧的物理與數學符號或公式。通過通俗易懂的文字，展現出了科學的魅力。

作者的專業性和權威性：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，從此啟動於每年12月31日跨年拼字。創建臺灣大學第一個物理文物廳，展示亞洲最早期考克饒夫－瓦耳頓型直線粒子加速器。專業領域方面，張慶瑞教授已發表280篇以上專業論文，並獲得28個以上磁性相關專利。張教授曾擔任過亞洲磁性協會理事長，也曾任臺灣磁性協會理事長及臺灣物理學會理事長。

第一章

量子霸權已經降臨

第一節 知識應用推動的歷次科技革命 · 003

第二節 “第二次量子科技革命”出現的背景與特色 · 009

第三節 後硅谷時代的全球量子科技競賽 · 013

第四節 量子計算機的分類與產業近況 · 018

小 結 · 020

第二章

從量子論到量子力學

第一節 思想起源及時代背景 · 031

第二節 原子模型的演化過程 · 042

第三節 量子力學的崛起 · 046

第三章

高維度的數學空間

第一節 量子態與復數空間 · 063

第二節 向量空間與希爾伯特空間 · 067

小 結 · 072

第四章

可逆量子運算

第一節 可逆與不可逆過程 · 077

第二節 “麥克斯韋妖”與熵的關係 · 083

第三節 信息熵的意義與影響 · 086

第四節 可逆的量子計算機 · 092

小 結 · 095

第五章

量子比特與量子計算機

第一節 量子的特性 · 101

第二節 量子圖靈機 · 105

第三節 量子比特 · 110

第四節 量子邏輯門與預言機 · 118

第五節 低溫電子學 · 124

第七節 量子計算機的種類 · 132

第八節 量子糾錯與容錯 · 135

小 結 · 137

第六章

量子算法

第一節 什麼是算法 · 143

第二節 量子算法 · 146

第三節 如何開始量子計算 · 164

小 結 · 169

第七章

量子計算應用

第一節 量子計算現況 · 175

第二節 量子計算應用領域 · 181

小 結 · 199

第八章

量子計量學與量子傳感器

第一節 特殊的生物量子傳感 · 205

第二節 計量與傳感 · 206

小 結 · 219

第九章

量子通信與量子互聯網

第一節 加密傳輸的重要性 · 225

第二節 量子加密 · 231

第三節 量子通信 · 236

第四節 量子互聯網 · 244

小 結 · 248

第十章

量子教育與世界未來

第一節 量子常識與知識 · 253

第二節 量子遊戲與量子科幻 · 255

第三節 量子教育 · 263

第四節 後硅谷時代的量子新世界 · 267

小 結 · 271

附錄一 全球主要國家或地區量子科技發展現狀 · 277

附錄二 全球主要公司的量子科技發展現狀

第一章

量子霸權已經降臨

第一節 知識應用推動的歷次科技革命 · 003

第二節 “第二次量子科技革命”出現的背景與特色 · 009

第三節 後硅谷時代的全球量子科技競賽 · 013

第四節 量子計算機的分類與產業近況 · 018

小 結 · 020

第二章

從量子論到量子力學

第一節 思想起源及時代背景 · 031

第二節 原子模型的演化過程 · 042

第三節 量子力學的崛起 · 046

第三章

高維度的數學空間

第一節 量子態與復數空間 · 063

第二節 向量空間與希爾伯特空間 · 067

小 結 · 072

第四章

可逆量子運算

第一節 可逆與不可逆過程 · 077

第二節 “麥克斯韋妖”與熵的關係 · 083

第三節 信息熵的意義與影響 · 086

第四節 可逆的量子計算機 · 092

小 結 · 095

第五章

量子比特與量子計算機

第一節 量子的特性 · 101

第二節 量子圖靈機 · 105

第三節 量子比特 · 110

第四節 量子邏輯門與預言機 · 118

第五節 低溫電子學 · 124

第七節 量子計算機的種類 · 132

第八節 量子糾錯與容錯 · 135

小 結 · 137

第六章

量子算法

第一節 什麼是算法 · 143

第二節 量子算法 · 146

第三節 如何開始量子計算 · 164

小 結 · 169

第七章

量子計算應用

第一節 量子計算現況 · 175

第二節 量子計算應用領域 · 181

小 結 · 199

第八章

量子計量學與量子傳感器

第一節 特殊的生物量子傳感 · 205

第二節 計量與傳感 · 206

小 結 · 219

第九章

量子通信與量子互聯網

第一節 加密傳輸的重要性 · 225

第二節 量子加密 · 231

第三節 量子通信 · 236

第四節 量子互聯網 · 244

小 結 · 248

第十章

量子教育與世界未來

第一節 量子常識與知識 · 253

第二節 量子遊戲與量子科幻 · 255

第三節 量子教育 · 263

第四節 後硅谷時代的量子新世界 · 267

小 結 · 271

附錄一 全球主要國家或地區量子科技發展現狀 · 277

附錄二 全球主要公司的量子科技發展現狀