دسترسی نامحدود
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
برای ارتباط با ما می توانید از طریق شماره موبایل زیر از طریق تماس و پیامک با ما در ارتباط باشید
در صورت عدم پاسخ گویی از طریق پیامک با پشتیبان در ارتباط باشید
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
درصورت عدم همخوانی توضیحات با کتاب
از ساعت 7 صبح تا 10 شب
ویرایش: [1st ed. 2022]
نویسندگان: Mahn-Soo Choi
سری:
ISBN (شابک) : 3030912132, 9783030912130
ناشر: Springer
سال نشر: 2022
تعداد صفحات: 446
[442]
زبان: English
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود)
حجم فایل: 13 Mb
در صورت تبدیل فایل کتاب A Quantum Computation Workbook به فرمت های PDF، EPUB، AZW3، MOBI و یا DJVU می توانید به پشتیبان اطلاع دهید تا فایل مورد نظر را تبدیل نمایند.
توجه داشته باشید کتاب کتاب کار محاسبات کوانتومی نسخه زبان اصلی می باشد و کتاب ترجمه شده به فارسی نمی باشد. وبسایت اینترنشنال لایبرری ارائه دهنده کتاب های زبان اصلی می باشد و هیچ گونه کتاب ترجمه شده یا نوشته شده به فارسی را ارائه نمی دهد.
تدریس محاسبات و اطلاعات کوانتومی بسیار دشوار است، زیرا
مستلزم پوشش موضوعاتی از رشتههای مختلف علوم، سازماندهی پیوسته
این موضوعات به شیوهای یکپارچه علیرغم تمایل آنها به طرفداری از
زبان خاص، و غلبه بر ماهیت انتزاعی و نظری موضوعات است. که نمونه
های کمی از تحقق واقعی را ارائه می دهد.
در این کتاب، ما تمام موضوعات مورد نیاز برای درک اصول محاسبات
کوانتومی و پردازش اطلاعات را به روشی متناسب با دروس فیزیک،
ریاضیات و مهندسی از ابتدای دوره کارشناسی سازماندهی کردهایم.
علاوه بر این، یک بسته پشتیبانی ارائه میکنیم. نرم افزار شبیه
سازی کوانتومی از Wolfram Mathematica متخصص نرم افزار محاسبات
نمادین.
در سرتاسر متن اصلی کتاب، نمایشهایی ارائه شده است که از بسته
نرمافزاری استفاده میکند و به دانشآموز اجازه میدهد تا درک
خود را از هر موضوع از طریق خود تمرینی عمیقتر کند. خوانندگان می
توانند کد را تغییر دهند تا ایده های خود را آزمایش کنند و برنامه
های ممکن را در نظر بگیرند. اطلاعات این کتاب منعکس کننده تجربه
چندین ساله آموزش محاسبات و اطلاعات کوانتومی است. نمایشهای
مبتنی بر شبیهسازی کوانتومی و سازماندهی یکپارچه موضوعات هر دو
با زمان آزمایش شدهاند و پاسخهای بسیار مثبتی از دانشآموزانی
که آنها را تجربه کردهاند دریافت کردهاند.
Teaching quantum computation and information is
notoriously difficult, because it requires covering subjects
from various fields of science, organizing these subjects
consistently in a unified way despite their tendency to favor
their specific languages, and overcoming the subjects’ abstract
and theoretical natures, which offer few examples of actual
realizations.
In this book, we have organized all the subjects required to
understand the principles of quantum computation and
information processing in a manner suited to physics,
mathematics, and engineering courses as early as undergraduate
studies.In addition, we provide a supporting package of quantum
simulation software from Wolfram Mathematica, specialists in
symbolic calculation software.
Throughout the book’s main text, demonstrations are provided
that use the software package, allowing the students to deepen
their understanding of each subject through self-practice.
Readers can change the code so as to experiment with their own
ideas and contemplate possible applications. The information in
this book reflects many years of experience teaching quantum
computation and information. The quantum simulation-based
demonstrations and the unified organization of the subjects are
both time-tested and have received very positive responses from
the students who have experienced them.
Preface Contents 1 The Postulates of Quantum Mechanics 1.1 Quantum States 1.1.1 Pure States 1.1.2 Mixed States 1.2 Time Evolution of Quantum States 1.2.1 Unitary Dynamics 1.2.2 Quantum Noisy Dynamics 1.3 Measurements on Quantum States 1.3.1 Projection Measurements 1.3.2 Generalized Measurements 2 Quantum Computation: Overview 2.1 Single-Qubit Gates 2.1.1 Pauli Gates 2.1.2 Hadamard Gate 2.1.3 Rotations 2.2 Two-Qubit Gates 2.2.1 CNOT, CZ, and SWAP 2.2.2 Controlled-Unitary Gate 2.2.3 General Unitary Gate 2.3 Multi-Qubit Controlled Gates 2.3.1 Gray Code 2.3.2 Multi-Qubit Controlled-NOT 2.4 Universal Quantum Computation 2.5 Measurements 3 Realizations of Quantum Computers 3.1 Quantum Bits 3.2 Dynamical Scheme 3.2.1 Implementation of Single-Qubit Gates 3.2.2 Implementation of CNOT 3.3 Geometric/Topological Scheme 3.3.1 A Toy Model 3.3.2 Geometric Phase 3.4 Measurement-Based Scheme 3.4.1 Single-Qubit Rotations 3.4.2 CNOT Gate 3.4.3 Graph States 4 Quantum Algorithms 4.1 Quantum Teleportation 4.1.1 Nonlocality in Entanglement 4.1.2 Implementation of Quantum Teleportation 4.2 Deutsch-Jozsa Algorithm & Variants 4.2.1 Quantum Oracle 4.2.2 Deutsch-Jozsa Algorithm 4.2.3 Bernstein-Vazirani Algorithm 4.2.4 Simon's Algorithm 4.3 Quantum Fourier Transform (QFT) 4.3.1 Definition and Physical Meaning 4.3.2 Quantum Implementation 4.3.3 Semiclassical Implementation 4.4 Quantum Phase Estimation (QPE) 4.4.1 Definition 4.4.2 Implementation 4.4.3 Accuracy 4.4.4 Simulation of the von Neumann Measurement 4.5 Applications 4.5.1 The Period-Finding Algorithm 4.5.2 The Order-Finding Algorithm 4.5.3 Quantum Factorization Algorithm 4.5.4 Quantum Search Algorithm 5 Quantum Decoherence 5.1 How Does Decoherence Occur? 5.2 Quantum Operations 5.2.1 Kraus Representation 5.2.2 Choi Isomorphism 5.2.3 Unitary Representation 5.2.4 Examples 5.3 Measurements as Quantum Operations 5.4 Quantum Master Equation 5.4.1 Derivation 5.4.2 Examples 5.4.3 Solution Methods 5.4.4 Examples Revisited 5.5 Distance Between Quantum States 5.5.1 Norms and Distances 5.5.2 Hilbert–Schmidt and Trace Norms 5.5.3 Hilbert–Schmidt and Trace Distances 5.5.4 Fidelity 6 Quantum Error-Correction Codes 6.1 Elementary Examples: Nine-Qubit Code 6.1.1 Bit-Flip Errors 6.1.2 Phase-Flip Error 6.1.3 Shor's Nine-Qubit Code 6.2 Quantum Error Correction 6.2.1 Quantum Error-Correction Conditions 6.2.2 Discretization of Errors 6.3 Stabilizer Formalism 6.3.1 Pauli Group 6.3.2 Properties of the Stabilizers 6.3.3 Unitary Gates in Stabilizer Formalism 6.3.4 Clifford Group 6.3.5 Measurements in Stabilizer Formalism 6.3.6 Examples 6.4 Stabilizer Codes 6.4.1 Bit-Flip Code 6.4.2 Phase-Flip Code 6.4.3 Nine-Qubit Code 6.4.4 Five-Qubit Code 6.5 Surface Codes 6.5.1 Toric Codes 6.5.2 Planar Codes 6.5.3 Recovery Procedure 7 Quantum Information Theory 7.1 Shannon Entropy 7.1.1 Definition 7.1.2 Relative Entropy 7.1.3 Mutual Information 7.1.4 Data Compression 7.2 Von Neumann Entropy 7.2.1 Definition 7.2.2 Relative Entropy 7.2.3 Quantum Mutual Information 7.3 Entanglement and Entropy 7.3.1 What is Entanglement? 7.3.2 Separability Tests 7.3.3 Entanglement Distillation 7.3.4 Entanglement Measures Appendix A Linear Algebra A.1 Vectors A.1.1 Vector Space A.1.2 Hermitian Product A.1.3 Basis A.1.4 Representations A.2 Linear Operators A.2.1 Linear Maps A.2.2 Representations A.2.3 Hermitian Conjugate of Operators A.3 Dirac's Bra-Ket Notation A.4 Spectral Theorems A.4.1 Spectral Decomposition A.4.2 Functions of Operators A.5 Factorization of Operators A.6 Tensor-Product Spaces A.6.1 Vectors in a Product Space A.6.2 Operators on a Product Space Appendix B Superoperators B.1 Operators as Vectors B.2 Superoperators B.2.1 Matrix Representation B.2.2 Operator-Sum Representation B.2.3 Choi Isomorphism B.3 Partial Trace B.4 Partial Transposition Appendix C Group Theory C.1 The Concept C.2 Classes C.3 Invariant Subgroups C.4 Cosets and Quotient Groups C.5 Product Groups Appendix D Mathematica Application Q3 D.1 Installation D.2 Quick Start Appendix E Integrated Compilation of Demonstrations E.1 Installation E.2 Quick Start Appendix F Solutions to Select Problems F.1 The Postulates of Quantum Mechanics F.2 Quantum Computation: Overview F.3 Quantum Computers F.4 Quantum Algorithms F.5 Decoherence F.6 Quantum Error-Correction Codes F.7 Quantum Information Theory Appendix Bibliography Index