本书对量子计算的基本原理以及算法构建进行了系统性介绍，并对量子计算解决不同领域的应用问题给出参考示例。全书共分为五篇。第Ⅰ篇讲述量子计算的基本概念及硬件实现。第Ⅱ篇介绍各种基于量子逻辑门线路的通用量子计算算法。第Ⅲ篇讲述量子行走、玻色采样、量子退火等非基于数字逻辑门的各种专用量子计算算法。第Ⅳ篇介绍变分量子本征值求解等经典-量子混合算法，展示出当前有噪声中等尺寸量子技术背景下量子算法的特征。本书全面收录了近十年来研究者提出的新兴量子算法，并注重算法的关联和发展脉络梳理。第Ⅴ篇从优化、人工智能、金融、化学、生物等领域，展示运用不同量子算法解决特定问题的实例。 本书可作为高等院校理工科专业量子计算技术实践课程教材，也可供相关专业的工程技术人员参考。

第1篇 量子计算的基本原理和硬件实现
第1章 经典计算机简介
1.1 经典计算机的发展历程
1.1.1 古老的标准化运算设备——算盘
1.1.2 迈向自动化／最早的冯·诺依曼架构——差分机
1.1.3 从机械到电子——电子管、晶体管计算机
1.1.4 变革性新型架构计算机
1.2 计算机的相关重要概念
1.2.1 麦克斯韦妖与信息熵
1.2.2 图灵机与冯·诺依曼架构
1.2.3 可逆计算
1.3 量子计算的发展简史
1.4 计算复杂度
1.4.1 复杂度
1.4.2 复杂类
1.4.3 复杂类之间的关系
参考文献
第2章 量子物理及量子计算的基本概念
2.1 量子力学发展简史
2.1.1 量子力学的初步形成
2.1.2 量子力学带来的信息技术发展
2.2 狄拉克符号与线性代数表示
2.3 量子态的相关概念
2.3.1 谐振子
2.3.2 番外篇：饺子与量子力学
2.4 布洛赫球
2.5 量子逻辑门
2.5.1 单量子门
2.5.2 多量子门
参考文献
第3章 量子计算的硬件实现
3.1 选择物理体系的原则
3.2 离子阱量子计算
3.2.1 基于离子阱的量子比特
3.2.2 离子与激光场的相互作用
3.2.3 离子阱单、双量子比特门
3.3 基于超导体系的量子比特及量子逻辑门
3.3.1 Transmon比特
3.3.2 Transmon比特的单量子比特门
3.3.3 Transmon比特的双量子比特门
3.4 基于自旋体系的量子比特及量子逻辑门
3.4.1 基于自旋体系的量子比特实现
3.4.2 基于自旋体系的单量子比特逻辑门实现
3.4.3 基于自旋体系的双量子比特逻辑门实现
3.5 基于光学的量子比特及量子逻辑门
3.5.1 基于线性光学的量子比特实现
3.5.2 基于线性光学的单量子比特逻辑门实现
3.5.3 基于线性光学的双量子比特逻辑门实现
3.5.4 基于光学的簇态量子计算
3.6 非基于数字量子线路的量子计算的物理实现
参考文献
第Ⅱ篇 基于数字量子线路的量子算法
第4章 早期通用量子算法
4.1 Deutsch算法
第Ⅲ篇 非基于数字量子线路的量子算法
第Ⅳ篇 经典-量子混合算法
第Ⅴ篇 量子计算的应用
附录
彩图