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本書主要介紹了量子信息的基本概念與思想，主要內容包括：量子信息的基本概念，量子信息的數學和物理基礎，量子計算與量子通信的基礎知識。
本書取材合理，內容精鍊，結構清晰，案例豐富，論證與演算過程詳細，可作為高等院校相關專業本科生、研究生學習的參考書，也可作為對量子信息感興趣的研究人員和工程技術人員的參考書。
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第1章 量子信息概述
第2章 量子信息的基本概念
2.1 量子比特
2.1.1 單量子比特
2.1.2 多量子比特
2.1.3 量子比特糾纏態
2.2 量子邏輯門
2.2.1 單量子比特邏輯門
2.2.2 多量子比特邏輯門
2.3 量子測量
2.3.1 單量子比特在計算基下的測量
2.3.2 除計算基以外的基的測量
2.4 量子線路
2.4.1 量子對換操作
2.4.2 產生Bell態
2.4.3 Bell基測量
2.4.4 量子隱形傳態
2.5 量子算法
2.5.1 量子並行性
2.5.2 Deutsch算法
2.5.3 Deutsch—Josza算法
2.6 量子信息
2.6.1 通過量子通道的經典信息
2.6.2 通過量子通道的量子信息
第3章 量子信息的數學基礎
3.1 向量空間
3.2 線性操作數
3.3 內積與外積
3.3.1 內積
3.3.2 外積
3.4 特徵值與特徵向量
3.5 伴隨
3.6 張量積
3.7 操作數函數
3.8 對易式與反對易式
3.9 極式分解
第4章 量子信息的物理基礎
4.1 量子力學的四個基本假設
4.1.1 假設1：Hilbert空間
4.1.2 假設2：封閉量子系統的演化
4.1.3 假設3：量子測量
4.1.4 假設4：複合系統
4.2 密度操作數
4.2.1 量子狀態的系綜
4.2.2 密度操作數的一般性質
4.2.3 約化密度操作數
4.3 Schmidt分解和純化
4.4 結論
第5章 量子計算
5.1 量子計算模型
5.1.1 量子線路模型
5.1.2 其他量子計算模型
5.2 構造量子計算的技術
5.2.1 量子傅裡葉變換
5.2.2 對偶量子計算
5.3 量子算法
5.3.1 Grover量子搜索算法
5.3.2 相位估計與階計算
5.3.3 Shor因式分解算法
5.4 量子計算的物理實現
5.4.1 離子阱量子計算系統
5.4.2 超導量子計算系統
5.4.3 光學量子計算系統
5.4.4 硅基量子計算系統
5.4.5 中性原子量子計算系統
5.4.6 金剛石氮空位色心量子計算系統
5.4.7 核磁共振量子計算系統
5.4.8 自旋波量子計算系統
5.5 量子機器學習
5.5.1 量子主成分分析
5.5.2 量子支持向量機
5.5.3 量子近鄰算法
5.5.4 變分量子算法
5.5.5 量子化學模擬
第6章 量子通信
6.1 量子通信安全
6.1.1 在不可克隆原理保證下的安全性
6.1.2 量子通信中的安全性檢測
6.2 量子密鑰分發
6.2.1 量子密鑰分發安全的基本假設
6.2.2 BB84協議
6.2.3 設備無關量子密鑰分發
6.2.4 測量設備無關量子密鑰分發
6.2.5 雙場量子密鑰分發
6.3 密集編碼
6.4 量子秘密共享
6.4.1 經典消息的秘密共享
6.4.2 量子消息的秘密共享
6.5 量子安全直接通信
6.5.1 葛效QSDC方案
6.5.2 兩步QSDC方案
6.5.3 量子一次一密QSDC方案
6.5.4 高維QSDC方案
6.6 量子認證
6.6.1 量子身份認證
6.6.2 量子消息認證
6.6.3 量子數字簽名
6.7 量子兩方安全計算
6.7.1 量子比特承諾
6.7.2 量子擲幣
6.7.3 量子不經意傳輸
6.7.4 量子保密查詢
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