搜索
高级检索
高级搜索
书       名 :
著       者 :
出  版  社 :
I  S  B  N:
文献来源:
出版时间 :
量子信息处理技术及算法设计
0.00    
图书来源: 浙江图书馆(由图书馆配书)
  • 配送范围:
    全国(除港澳台地区)
  • ISBN:
    9787030385833
  • 作      者:
    周日贵著
  • 出 版 社 :
    科学出版社
  • 出版日期:
    2013
收藏
内容介绍
  《量子信息处理技术及算法设计》通过对量子模式搜索、量子图像处理、量子神经计算及量子遗传算法4方面进行理论介绍及分析,并结合相应算法MATLAB仿真对量子信息处理技术进行了综合阐述。
  《量子信息处理技术及算法设计》可读性好,具有交叉性、前沿性等特点。为了便于学习,书中给出了很多实例。
  《量子信息处理技术及算法设计》可供计算机科学、信息科学、智能信息处理和人工智能等相关专业的科研人员、高校教师、博士生和硕士生学习参考,同时对相关研究人员具有指导价值。
展开
精彩书摘
  《量子信息处理技术及算法设计》:
  量子力学是用波函数描写微观粒子的运动状态,以薛定谔方程确定波函数的变化规律,并用算符或矩阵方法对各物理量进行计算。因此量子力学在早期也称为波动力学或矩阵力学。量子力学的规律用于宏观物体或质量和能量相当大的粒子时,也能得出经典力学的结论。在解决原子核和基本粒子的某些问题时,量子力学必须与狭义相对论结合起来(相对论量子力学),并由此逐步建立了现代的量子场论。量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它主要研究原子、分子、凝聚态物质以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。
  量子力学的基本原理包括量子态的概念、运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。
  在量子力学中,一个物理体系的状态由波函数表示,波函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其波函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。
  波函数的平方代表作为其变数的物理量出现的概率。根据这些基本原理并附以其他必要的假设,量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。
  关于量子力学的解释涉及许多哲学问题,其核心是因果性和物理实在问题。按动力学意义上的因果律说,量子力学的运动方程也是因果律方程,当知道体系的某一时刻的状态时,可以根据运动方程预言它的未来和过去任意时刻的状态。
  但量子力学的预言和经典物理学运动方程(质点运动方程和波动方程)的预言在性质上是不同的。在经典物理学理论中,对一个体系的测量不会改变它的状态,它只有一种变化,并按运动方程演进。因此,运动方程对决定体系状态的力学量可以作出确定的预言。
  但在量子力学中,体系的状态有两种变化:一种是体系的状态按运动方程演进,这是可逆的变化;另一种是测量改变体系状态的不可逆变化。因此,量子力学对决定状态的物理量不能给出确定的预言,只能给出物理量取值的概率。在这个意义上,经典物理学因果律在微观领域失效了。
  据此,一些物理学家和哲学家断言量子力学摒弃因果性,而另一些物理学家和哲学家则认为量子力学因果律反映的是一种新型的因果性——概率因果性。量子力学中代表量子态的波函数是在整个空间定义的,态的任何变化是同时在整个空间实现的。
  20世纪70年代以来,关于远隔粒子关联的实验表明,类空分离的事件存在着量子力学预言的关联。这种关联是同狭义相对论关于客体之间只能以不大于光速的速度传递物理相互作用的观点相矛盾的。于是,有些物理学家和哲学家为了解释这种关联的存在,提出在量子世界存在一种全局因果性或整体因果性,这种不同于建立在狭义相对论基础上的局域因果性,可以从整体上同时决定相关体系的行为。
  量子力学用量子态的概念表征微观体系状态,深化了对物理实在的理解。微观体系的性质总是在它们与其他体系,特别是与观察仪器的相互作用中表现出来。量子力学表明,微观物理的实在既不是波也不是粒子,真正的实在是量子态。真实状态分解为隐态和显态,是由于测量造成的,在这里只有显态才符合经典物理学实在的含义。微观体系的实在性还表现在它的不可分离性上。量子力学把研究对象及其所处的环境看做一个整体,它不允许把世界看成由彼此分离的、独立的部分组成。关于远隔粒子关联实验的结论,也定量地支持了量子态不可分离性的观点。本书将在第2章中介绍量子力学的数学基础。
  ……
展开
目录
前言

第1章 绪论
1.1 引言
1.2 量子力学
1.2.1 量子力学的产生和发展
1.2.2 量子力学的定义
1.2.3 量子力学的关键问题
1.3 量子力学的新应用——量子计算机
1.3.1 经典计算机过渡到量子计算机
1.3.2 量子计算机的基本原理
1.3.3 量子计算机的物理实现
1.3.4 量子计算机的优越性
1.3.5 量子计算机研究现状及未来展望
1.4 量子计算
1.4.1 量子计算过程
1.4.2 量子计算应用
1.4.3 量子算法
参考文献

第2章 量子信息技术基本理论
2.1 量子力学的数学基础
2.1.1 向量空间与希尔伯特空间
2.1.2 狄拉克符号
2.1.3 基与线性无关
2.1.4 线性算子与矩阵
2.1.5 内积、外积、张量积
2.2 量子计算基础
2.2.1单量子比特
2.2.2 多量子比特
2.2.3 量子比特门
2.2.4 量子力学假设
2.2.5 量子并行性
2.2.6 量子计算的优点
2.3 基本量子理论
2.3.1 量子态线性叠加原理
2.3.2 相干与坍缩
2.3.3 算符
2.3.4 干涉
2.3.5 纠缠
2.3.6 量子测量
参考文献

第3章 量子模式搜索算法
3.1 随机数据库搜索的量子算法
3.1.1 基于黑箱的搜索
3.1.2 Grover搜索算法
3.1.3 Grover搜索算法的改进和推广
3.2 单模式量子搜索算法
3.2.1 旋转迭代单模式量子搜索算法
3.2.2 基于改进Grover的单模式搜索算法
3.2.3 分布式查询单模式搜索算法
3.3 多模式量子搜索算法
3.3.1 高概率多模式搜索算法
3.3.2 带冗余项的多模式搜索算法
3.3.3 部分多模式搜索算法
3.3.4 多模式层级部分搜索算法
3.3.5 多模式单次量子部分搜索
3.3.6 非线性的多模式量子搜索
参考文献

第4章 量子图像处理
4.1 经典图像处理
4.1.1 图像
4.1.2 图像几何变换
4.1.3 图像增强与恢复
4.1.4 图像压缩
4.2 量子灰度图像存储及其变换
4.2.1 表达式描述
4.2.2 表达式证明
4.2.3 像素映射与量子灰度图像指针式存储
4.2.4 量子灰度图像存储
4.2.5 量子灰度图像变换
4.2.6 小结
4.3 FRQI量子图像表示及其变换
4.3.1 表达式描述
4.3.2 表达式证明及实现
4.3.3 基本颜色变换
4.3.4 基本几何变换
4.3.5 FRQI演化——MCRQI
4.3.6 小结
4.4 基于电磁波映射的量子图像表示
4.4.1 图像颜色的引入
4.4.2 Qubit Lattlce量子图像存储
4.4.3 量子图像恢复
4.4.4 小结
4.5 基于量子纠缠的量子图像表示
4.5.1 量子纠缠
4.5.2 量子图像存储
4.5.3 图像恢复
4.5.4 小结
4.6 基于量子傅里叶变换的模式特征提取算法
4.6.1 量子傅里叶变换算法
4.6.2 特征提取算法
参考文献

第5章 量子神经计算
5.1 量子M-P和感知器计算模型
5.1.1 量子M-P神经计算模型
5.1.2 单层量子感知器模型
5.1.3 两种模型的比较
5.1.4 小结
5.2 带权值的量子神经计算模型
5.2.1 量子Grover算法
5.2.2 带权值的量子神经网络
5.2.3 QNC应用
5.2.4 小结
5.3 无权值的量子神经计算模型
5.3.1 量子竞争神经计算模型
5.3.2 随时间演化的量子门计算模型
5.3.3 两种模型比较
5.3.4 小结
5.4 量子Hopfield神经计算模型
5.4.1 QHNC模型和工作原理
5.4.2 QHNC应用实例
5.4.3 QHNC仿真与图像识别
5.4.4 小结
5.5 基于神经元的量子计算模型
5.5.1 量子神经元计算模型
5.5.2 量子神经元模型的性质
5.5.3 最优量子神经元模型的确定
5.5.4 实例分析
5.5.5 最优量子神经元结构确定
5.5.6 性能分析
5.5.7 小结
5.6 基于二叉树的存储计算模型
5.6.1 存储计算的工作原理
5.6.2 实例分析
参考文献

第6章 量子遗传算法
6.1 量子遗传算法概述
6.1.1 量子遗传算法的提出
6.1.2 量子遗传算法的国内外现状
6.2 量子遗传算法基本理论
6.2.1 量子遗传算法原理简介
6.2.2 量子遗传算法的主要特点
6.2.3 量子遗传算法的不足
6.3 BP神经网络的量子遗传训练模型
6.3.1 BP神经网络
6.3.2 量子遗传算法的改进
6.3.3 BP神经网络的量子进化
6.3.4 农作物虫情的神经网络预测仿真
6.4 子群并行优化的量子遗传模型
6.4.1 子群并行优化量子遗传算法
6.4.2 算法基本流程
6.4.3 仿真
6.5 基于模拟退火算法的量子混合遗传模型
6.5.1 模拟退火算法简介
6.5.2 实数编码的量子遗传算法
6.5.3 新型混合量子遗传算法
6.5.4 仿真
参考文献

第7章 MATLAB仿真
7.1 矩阵定义及运算
7.1.1 量子位
7.1.2 多量子位
7.1.3 单比特量子门
7.1.4 多比特量子门
7.1.5 量子门阵列
7.1.6 量子门通用性
7.2 函数定义及M文件的实现
7.2.1 量子态的表征
7.2.2 矩阵自乘n次张量积
7.2 3 量子比特的Bloch球面表示
7.2.4 酉矩阵的验证
7.2.5 量子叠加态的验证
7.2.6 ToffoIi门
7.2.7 Fredkm门
7.2.8 交换门
7.3 量子算法的MATLAB仿真实现
7.3.1 Grover量子算法
7.3.2 量子遗传算法

参考文献

附录1 希腊宇母及其读法
附录2 书中使用到的量子计算常用名词汉英对照
附录3 书中字母缩写与全称对照
展开
加入书架成功!
收藏图书成功!
我知道了(3)
发表书评
读者登录

请选择您读者所在的图书馆

选择图书馆
浙江图书馆
点击获取验证码
登录
没有读者证?在线办证