量子信息是全世界的熱點研究領域之一，同時也是科普的難點領域之一。本書從普通讀者的認知角度出發，先介紹量子是什麼以及較為容易理解的量子精密測量，然後講量子力學的“三大奧義”，再講量子計算和量子通信，不僅保持了科學的嚴謹性，而且實現了很高的趣味性，讓讀者了解量子信息的大圖景。針對公眾對量子信息的常見誤解或者質疑，給出明確的答復。對於有知識門檻的內容特別是一些數學材料，將其設置為選讀內容，基礎薄弱的讀者可以跳過而並不影響理解全書，勤於思考、好奇心旺盛的讀者則可以從這些選讀內容中獲得更多的妙處。

作者以其獨具特色的語言風格，在科學的各領域之間乃至哲學、歷史與文學之間縱橫鉤沉，並介紹了很多科普工作的經驗和心得。相信這本兼具廣度和深度的圖書對我國的量子信息科普以至整個科普事業都將發揮裡程碑式的作用。本書適合關心量子科技進展的廣大讀者閱讀，包括小學生、中學生、大學生、研究生，其他領域的科研、教育、科普工作者，以及各行各業的專業人士。任何對科學感興趣的人都可望從中得到收獲。

序言

前言

章“量子”是什麼？

1.1 “量子”成為熱詞

1.2 正確與錯誤的思維方式

1.3 量子 = 離散變化

1.4 量子力學能用來干什麼？更該問的是它不能干什麼！

1.5 量子力學 信息科學 → 量子信息

第2章 容易理解的量子科技：量子精密測量

2.1 原子鐘與國際單位制的量子化

2.2 量子雷達

2.3 隔牆觀物

2.4 零磁場核磁共振

第3章 量子力學的“三大奧義”

3.1 微觀世界運行的操作手冊

3.2 大奧義：量子疊加

3.3 第二大奧義：量子測量

3.4 第三大奧義：量子糾纏

3.5 量子糾纏的歷史與未來

3.6 量子糾纏誤解辨析——哲學家的誕生

第4章 量子計算的優勢何在？

4.1 啟發性描述：用魔法打敗魔法，用量子打敗量子

4.2 操作性描述：對特定問題的指數級加速

4.3 理論性描述：丘奇-圖靈論題與擴展丘奇-圖靈論題

4.4 “隻需”四個條件，量子計算的物理體繫成了腦洞大賽

第5章 量子計算的成果

5.1 量子因數分解以及對密碼體繫的挑戰

5.2 通往量子優越性：谷歌的“懸鈴木”

5.3 確立量子優越性：中國的“九章”

5.4 九章做的是什麼？它真的是個計算機？

第6章 科幻色彩的量子信息技術：量子隱形傳態

6.1 時間旅行、傳送術和反重力，哪個是真實的？

6.2 量子隱形傳態是什麼？不是什麼？

6.3 我們離傳送人還有多遠？

第7章 為了理解量子密碼，先來學傳統密碼

7.1 量子密碼是干什麼的？

7.2 不可破譯的密碼真的存在！但是……

7.3 傳統密碼的兩難

第8章 正在實用的量子信息技術：量子密碼

8.1 量子密碼如何實現奇跡

8.2 BB84協議

8.3 量子密碼在現實世界的安全性

8.4 量子通信中繼與“京滬干線”

8.5 自由空間傳輸與“墨子號”量子衛星

8.6 量子通信的應用情況

結語

拓展閱讀

袁嵐峰，中國科學技術大學化學博士，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心副研究員，中國科學技術大學科技傳播繫副主任，中國科學院科學傳播研究中心副主任，科技與戰略風雲學會會長，“科技袁人”節目主講人，入選“典贊·2018科普中國”十大科學傳播人物，微博@中科大胡不歸。

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