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【我们出新书啦】学习量子计算的新读物：《量子计算原理与实践》
近年来，量子科技发展突飞猛进，成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域，量子科技也逐渐上升为国家战略。“如果把量子科技比喻为科技革命中璀璨的皇冠，那么量子计算机无疑是皇冠上最耀眼的明珠。”量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式，量子计算因为其并行运算特性而具备强大的数据存储和处理的能力，一旦突破将解决经典计算中棘手的问题，能够满足处理大规模复杂大数据对计算能力和速度的要求，气象模拟和实时预测、人工智能和机器学习、实时路况导航、无人驾驶路线规划、数据快速搜索与排序等离人类日常生活很近的领域都将得益于量子计算机的研制；量子计算也可以有效模拟量子体系的动力学过程，尤其是对化学反应、生物现象以及生命过程等交叉学科领域的模拟，将对新能源、新材料以及新现象的发现有着巨大的潜在作用。
然而，对于绝大多数普通人来说，量子计算的概念还比较陌生，同时，公众对量子计算一词又产生了极大的好奇心。从这个角度来看，《量子计算原理与实践》这本书的出版是十分必要而且及时的。三位作者都是活跃在量子计算领域的第一线，他们以尽可能贴近普通读者的语言简明扼要地介绍了量子计算的原理和实践，既可以作为量子信息及相关专业高年级本科生或研究生的教学参考书，也是一本值得一读的科普读物，可作为量子计算爱好者的参考书籍。
▊内容介绍
前言——i
第1章
量子计算基本原理 ——001
1.1 量子比特 ——001
1.2 量子测量 ——005
1.3 量子比特初始化 ——007
1.4 量子门 ——007
1.5 量子比特寿命 ——010
1.6 保真度 ——012
1.7 量子计算机 ——012
1.8 量子算法实例 ——015
第2章
量子计算架构及平台 ——018
2.1 量子计算架构 ——018
2.1.1 量子软件和量子编程 ——019
2.1.2 量子编译与量子线路优化 ——020
2.1.3 量子指令集和微体系结构 ——020
2.2 量子计算物理平台 ——022
2.2.1 超导量子计算 ——022
2.2.2 离子阱量子计算 ——026
2.2.3 金刚石色心量子计算 ——027
2.2.4 核磁共振量子计算 ——029
2.2.5 硅基量子点系统 ——029
2.3 量子计算云平台 ——030
第3章
核磁共振量子计算原理 ——032
3.1 核磁共振基本原理 ——032
3.1.1 核磁共振系统哈密顿量 ——034
3.1.2 单自旋及拉莫进动 ——040
3.1.3 两自旋能级结构 ——041
3.1.4 纵向弛豫过程与热平衡态 ——042
3.1.5 横向弛豫与傅里叶变换谱 ——044
3.1.6 自旋回波 ——046
3.2 核磁共振量子计算 ——047
3.2.1 核磁共振中的量子比特 —— 047
3.2.2 核磁共振中的量子门 ——048
3.2.3 核磁共振中的鹰纯态 ——050
3.2.4 核磁共振中的测量 ——053
3.2.5 核磁共振量子计算特色:混合态量子计算 ——055
3.3 量子最优控制算法和梯度上升优化方法 ——058
第4章
核磁共振量子计算实例 ——061
4.1 认识量子态与量子比特 ——062
4.1.1 引言 ——062
4.1.2 实验原理 ——063
4.1.3 实验内容 ——067
4.1.4 思考与提高 068
4.2 单量子比特门的练习 ——069
4.2.1 引言 ——069
4.2.2 实验原理 ——070
4.2.3 实验内容 ——073
4.2.4 思考与提高 ——076
4.3 拉比振荡和脉冲标定 —— 076
4.3.1 引言 ——076
4.3.2 实验原理 ——077
4.3.3 实险内容 ——079
4.3.4 思考与提高 ——080
4.4 弛豫时间测量 ——080
4.4.1 引言 ——080
4.4.2 实验原理 ——081
4.4.3 实验内容 ——083
4.5 两比特门练习——CNOT门真值表 ——085
4.5.1 引言 ——085
4.5.2 实验原理 ——086
4.5.3 实验内容 ——090
4.5.4 思考与提高 ——092
4.6 两比特门练习——Bell态制备 ——093
4.6.1 引言 ——093
4.6.2 实验原理 ——093
4.6.3 实验内容 ——096
4.6.4 实验数据处理 ——098
4.6.5 思考与提高 ——098
4.7 Deutsch 量子算法 ——099
4.7.1 引言 ——099
4.7.2 实验原理 ——100
4.7.3 实验内容 ——104
4.7.4 思考与提高 ——107
4.8 Grover 量子算法 ——107
4.8.1 引言 ——107
4.8.2 实验原理 ——107
4.8.3 实验内容 ——111
4.8.4 思考与提高 ——112
4.9 量子近似计数算法 ——113
4.9.1 引言 ——113
4.9.2 实验原理 ——113
4.9.3 实验内容 ——120
4.9.4 实验数据处理 ——123
4.9.5 实验提高 ——123
4.10 Bernstein-Vazirani 算法 ——123
4.10.1 引言 ——123
4.10.2 实验原理 ——124
4.10.3 实验内容 ——126
4.11 量子谐振子模拟 ——129
4.11.1 引言 ——129
4.11.2 实验原理 ——129
4.11.3 实验内容 ——133
4.11.4 实验数据处理 ——134
4.11.5 思考与提高 ——134
4.12 开放量子系统模拟 ——135
4.12.1 引言 ——135
4.12.2 实验原理 ——135
4.12.3 实验内容 ——140
4.12.4 实验数据处理 ——144
4.12.5 思考与提高 ——145
4.13 混合态几何相位测量 ——145
4.13.1 引言 ——145
4.13.2 实验原理 ——145
4.13.3 实验内容 ——150
4.14 HHL算法解线性方程组 ——152
4.14.1 引言 ——152
4.14.2 实验原理 ——153
4.14.3 实验内容 ——157
4.14.4 实验数据处理 ——158
4.14.5 思考与提高 ——159
曾蓓：香港科技大学物理系教授、量子技术中心主任。从事量子计算研究20年有余，在量子计算和量子纠错、容错量子计算领域做出了许多的工作，2021年当选美国物理学会会士。量旋科技联合创始人、首席科学家。
鲁大为：南方科技大学物理系副教授，中国科学技术大学少年班学院光信息科学与技术专业学士；中国科学技术大学微尺度国家实验室量子信息物理学博士；加拿大滑铁卢大学量子计算研究所博士后研究员；入选国家引进高层次人才青年计划。
冯冠儒：清华大学物理学博士，加拿大滑铁卢大学量子计算研究所博士后，具有10+年量子计算、量子控制研究经验。量旋科技联合创始人、应用科学家。
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