ISBN編號: 9787115566355?
書名: 量子計算機編程:從入門到實踐?
作者: 埃裡克·R.約翰斯頓等?
定價: 129.80?
出版社名稱: 人民郵電出版社?
出版時間:? 2021-07

量子計算被譽為下一代編程範式。隨著一些量子計算平臺和模擬器向公眾開放，普通程序員也可以嘗試編寫量子計算程序，感受前沿科技的魅力。《量子計算機編程：從入門到實踐》不會解釋晦澀的量子力學理論，而會采用直觀的圓形表示法描繪量子比特，並從實踐角度展示如何編寫有趣的量子計算程序。通過《量子計算機編程：從入門到實踐》提供的在線實驗室網站，你可以動手運行書中的JavaScript示例代碼。全書分為大部分，分別介紹量子計算機編程的核心概念、原語、應用和發展趨勢。你將了解量子隱形傳態、量子算術運算、量子傅裡葉變換和量子相位估計等知識，以及量子搜索、量子采樣、量子機器學習等*級主題。

埃裡克·R. 約翰斯頓（Eric R. Johnston）畢業於美國加州大學伯克利分校，他創造了量子計算模擬器QCEngine，目前在硅谷擔任*級量子工程師。 尼古拉斯·哈裡根（Nicholas Harrigan）是英國倫敦帝國理工學院博士，他在量子力學方面的研究工作勉強使他相信，當他不看月亮時，月亮仍在那裡。 梅塞德絲·希梅諾–塞戈維亞（Mercedes Gimeno-Segovia）從英國倫敦帝國理工學院取得博士學位後，加入了PsiQuantum公司，致力於設計通用量子計算機。 【譯者簡介】 從事醫療與前沿ICT技術結合的相關研發工作，密切關注人工智能、量子計算等領域，另譯有《詳解深度學習》《圖解機器學習算法》等技術書。

譯者序 xi?
前言 xiii?
第 1章入門 1?
1.1所需背景 1?
1.2何謂QPU 2?
1.3動手實踐 3?
1.4原生QPU指令 6?
1.4.1模擬器的上限 7?
1.4.2硬件的上限 7?
1.5QPU與GPU的共同點 8?
第 2章單個量子比特 11?
2.1物理量子比特概覽 12?
2.2圓形表示法 15?
2.2.1圓的大小 15?
2.2.2圓的旋轉 16?
2.3第 一批QPU指令 17?
2.3.1QPU指令：NOT 17?
2.3.2QPU指令：HAD 18?
2.3.3QPU 指令：READ和WRITE 19?
2.3.4實踐：完全隨機的比特 20?
2.3.5QPU 指令：PHASE(θ) 23?
2.3.6QPU 指令：ROTX(θ) 和ROTY(θ) 23?
2.4復制：缺失的指令 24?
2.5組合QPU 指令 24?
2.6實踐：量子監聽檢測 27?
2.7小結 30?
第3章多個量子比特 31?
3.1多量子比特寄存器的圓形表示法 31?
3.2繪制多量子比特寄存器 34?
3.3多量子比特寄存器中的單量子比特運算 34?
3.4可視化更多數量的量子比特 37?
3.5QPU 指令：CNOT 38?
3.6實踐：利用貝爾對實現共享隨機性 41?
3.7QPU 指令：CPHASE(θ) 和CZ 42?
3.8QPU 指令：CCNOT 45?
3.9QPU 指令：SWAP 和CSWAP 46?
3.10構造任意的條件運算 50?
3.11實踐：遠程控制隨機 53?
3.12小結 55?
第4章量子隱形傳態 56?
4.1動手嘗試 56?
4.2程序步驟 61?
4.2.1步驟1：創建糾纏對 61?
4.2.2步驟2：準備有效載荷 62?
4.2.3步驟3.1：將有效載荷鏈接到糾纏對 62?
4.2.4步驟3.2：將有效載荷置於疊加態 63?
4.2.5步驟3.3：讀取Alice 的兩個量子比特 64?
4.2.6步驟4：接收和轉換 64?
4.2.7步驟5：驗證結果 65?
4.3解釋結果 66?
4.4如何利用隱形傳態 67?
4.5**名的隱形傳態事故帶來的樂趣 67?
第5章量子算術與邏輯 71?
5.1奇怪的不同 71?
5.2QPU 中的算術運算 73?
5.3兩個量子整數相加 76?
5.4負整數 77?
5.5實踐：更復雜的數學運算 78?
5.6更多量子運算 79?
5.6.1量子條件執行 79?
5.6.2相位編碼結果 80?
5.7可逆性和臨時量子比特 82?
5.8反計算 84?
5.9QPU 中的邏輯運算 86?
5.10小結 88?
第6章振幅放大 89?
6.1實踐：在相位和強度之間相互轉換 89?
6.2振幅放大迭代 92?
6.3更多迭代？ 93?
6.4多個標記值 95?
6.5使用振幅放大 100?
6.5.1作為和估計的AA 與QFT 100?
6.5.2用AA 加速傳統算法 100?
6.6QPU 內部 101?
6.7小結 103?
第7章量子傅裡葉變換 104?
7.1隱藏模式 104?
7.2QFT、DFT 和FFT 106?
7.3QPU 寄存器中的頻率 106?
7.4DFT 110?
7.4.1實數DFT 輸入與復數DFT 輸入 111?
7.4.2DFT 一切 113?
7.5使用QFT 117?
7.6QPU 內部 122?
7.6.1直觀理解 124?
7.6.2逐步運算 124?
7.7小結 128?
第8章量子相位估計 129?
8.1了解QPU 運算 129?
8.2本征相位揭示有用信息 130?
8.3相位估計的作用 131?
8.4如何使用相位估計 132?
8.4.1輸入 132?
8.4.2輸出 134?
8.5使用細節 135?
8.5.1選擇輸出寄存器的大小 135?
8.5.2復雜度 136?
8.5.3條件運算 136?
8.6實踐中的相位估計 136?
8.7QPU 內部 137?
8.7.1直觀理解 138?
8.7.2逐步運算 139?
8.8小結 141?
第9章真實的數據 145?
9.1非整型數據 146?
9.2QRAM 147?
9.3向量的編碼 150?
9.3.1振幅編碼的局限性 153?
9.3.2振幅編碼和圓形表示法 154?
9.4矩陣的編碼 155?
9.4.1QPU運算如何表示矩陣 155?
9.4.2量子模擬 156?
第 10章量子搜索 160?
10.1相位邏輯 161?
10.1.1構建基本的相位邏輯運算 163?
10.1.2構建復雜的相位邏輯語句 163?
10.2解決邏輯謎題 166?
10.3求解布爾可滿足性問題的一般方法 170?
10.3.1實踐：一個可滿足的3-SAT問題 170?
10.3.2實踐：一個不可滿足的3-SAT 問題 173?
10.4加速傳統算法 175?
第 11章量子 采樣 177?
11.1QPU 能為計算機圖形學做什麼 177?
11.2傳統 采樣 178?
11.3實踐：計算相位編碼圖像 179?
11.3.1QPU 像素著色器 180?
11.3.2使用PHASE 畫圖 181?
11.3.3繪制曲線 184?
11.4采樣相位編碼圖像 185?
11.5更有趣的圖像 187?
11.6 采樣 188?
11.7量子 采樣與蒙特卡羅采樣 190?
11.8增加顏色 195?
11.9小結 196?
第 12章舒爾分解算法 197?
12.1實踐：在QPU上應用舒爾分解算法 198?
12.2算法說明 199?
12.2.1我們需要QPU嗎 200?
12.2.2量子方法 201?
12.3逐步操作：分解數字15 203?
12.3.1步驟1：初始化QPU寄存器 204?
12.3.2步驟2：擴展為量子疊加態 205?
12.3.3步驟3：條件乘2 207?
12.3.4步驟4：條件乘4 209?
12.3.5步驟5：QFT 211?
12.3.6步驟6：讀取量子結果 213?
12.3.7步驟7：數字邏輯 214?
12.3.8步驟8：檢查結果 216?
12.4使用細節 216?
12.4.1求模 216?
12.4.2時間與空間 217?
12.4.3除了2 以外的互質 217?
第 13章量子機器學習 218?
13.1求解線性方程組 219?
13.1.1線性方程組的描述與求解 219?
13.1.2用QPU 解線性方程組 220?
13.2量子主成分分析 228?
13.2.1傳統主成分分析 228?
13.2.2用QPU 進行主成分分析 230?
13.3量子支持向量機 233?
13.3.1傳統支持向量機 233?
13.3.2用QPU實現支持向量機 236?
13.4其他機器學習應用 238?
第 14章保持&先：文獻指引 243?
14.1從圓形表示法到復向量 243?
14.2與術語有關的一些細節和注意事項 245?
14.3測量基 246?
14.4門的分解與編譯 247?
14.5隱形傳態門 248?
14.6QPU 名人堂 248?
14.7競賽：量子計算機與傳統計算機 249?
14.8基於oracle 的算法研究 249?
14.8.1Deutsch-Jozsa 算法 250?
14.8.2Bernstein-Vazirani算法 250?
14.8.3Simon算法 250?
14.9量子編程語言 251?
14.10量子模擬的前景 252?
14.11糾錯與NISQ設備 252?
14.12進一步學習 252?
14.12.1出版物 253?
14.12.2課程講義 253?
14.12.3在線資源 253?
關於作者 254?
關於封面 254