图解量子计算机

图解量子计算机读书笔记模板01思维导图读书笔记作者介绍内容摘要目录分析精彩摘录目录0305020406思维导图计算机量子计算机工作量子铺平道路配文量子比特计算机方法计算经典门测量电路模拟退火模型第章本书关键字分析思维导图内容摘要内容摘要近年来，作为突破计算机极限的希望所在，量子计算机受到了人们的广泛**。本书运用丰富的图例，从量子计算机的基本工作原理入手，系统地为初学人士呈现了量子计算机的全貌。内容涉及量子比特、量子门、量子电路和量子算法等。全书以图配文，深入浅出，难度介于科普书和技术书之间，易读性与专业性兼具，无须精通量子力学和数学也能读懂，是一本量子计算机的入门佳作，旨在引导读者迈入量子计算机世界的大门，为日后阅读各种专业图书铺平道路。本书适合对量子计算机感兴趣，想要从整体上了解量子计算机，或今后想从事量子计算机研发工作，但又不知从何处入手的读者阅读。读书笔记读书笔记非常好的一本书，对于学过逻辑门的学生来说可以很好的理解量子计算的实现方式。内容跨度很大。看这本书刚好是诺贝尔奖公布后，对量子纠缠有点了解后，对量子计算机产生一连串疑问，带着这些疑问看了这本书。通过一些猜想和论证，量子计算机可能在某些问题上计算远超经典计算机。目录分析1.1量子计算机是什么1.3量子计算机的未来1.2量子计算机的基础第1章量子计算机入门1.1量子计算机是什么1.1.1何为计算1.1.2计算机的极限1.1.3量子计算机是什么1.1.4量子计算机与经典计算机1.1.5量子计算机的类型1.1.6量子计算模型的类型1.2量子计算机的基础1.2.1量子计算机的操作流程1.2.2量子计算机的研发路线图1.2.3从冯·诺依曼计算机到非冯·诺依曼计算机1.2.4非经典计算机1.2.5非通用量子计算机1.2.6NISQ1.2.7通用量子计算机1.3量子计算机的未来1.3.1量子计算机的现状1.3.2量子计算机的使用方法1.3.3展望未来的计算环境2.1经典计算机面临的棘手问题2.3量子计算机备受瞩目的背景2.2量子计算机可以大显身手的问题第2章对量子计算机的展望2.1经典计算机面临的棘手问题2.1.1可在多项式时间内求解的问题2.1.2在多项式时间内无法求解的问题2.2量子计算机可以大显身手的问题2.2.1哪些问题可以让量子计算机大显身手2.2.2对效果的展望3.1经典比特和量子比特3.3如何表示量子比特3.2量子力学和量子比特第3章量子比特3.1经典比特和量子比特3.1.1经典比特是经典计算机中的最小信息单位3.1.2量子比特是量子计算机中的最小信息单位3.1.3叠加态的表示方法3.1.4测量量子比特3.1.5箭头的投影与测量概率3.2量子力学和量子比特3.2.1经典物理学和量子力学3.2.2经典计算和量子计算3.2.3量子力学的开端：电子和光3.2.4波动性和粒子性3.2.5量子比特的波动性和粒子性3.2.6量子比特的测量概率3.3如何表示量子比特3.3.1表示量子态的符号（狄拉克符号）3.3.2表示量子态的图形（布洛赫球）3.3.3使用波表示量子比特3.3.4多个量子比特的表示方法3.3.5小结4.1量子门4.3量子门的组合4.2量子门的功能第4章量子门入门4.1量子门4.1.1经典计算机：逻辑门4.1.2量子计算机：量子门4.1.3单量子比特门4.1.4多量子比特门4.2量子门的功能4.2.1X门（泡利-X门）4.2.2Z门（相位翻转门）4.2.3H门（哈达玛门）4.2.4作用于两个量子比特的CNOT门4.2.5由H门和CNOT门产生的量子纠缠态4.2.6测量（基于计算基态的测量）4.2.7量子纠缠态的性质4.3量子门的组合4.3.1SWAP电路4.3.2加法电路4.3.3通过加法电路实现并行计算4.3.4可逆计算5.2高速计算的机制5.1量子隐形传态第5章量子电路入门5.1量子隐形传态5.1.1情景设定5.1.2两个量子比特的量子纠缠态5.1.3量子隐形传态5.1.4使用量子电路表示量子隐形传态5.1.5量子隐形传态的特点5.2高速计算的机制5.2.1波的干涉5.2.2同时保留所有状态：叠加态5.2.3概率振幅的放大和结果的测量5.2.4通过量子计算机提升计算速度：探测隐藏的周期性5.2.5量子纠缠态5.2.6小结6.1量子算法的现状6.3Shor算法6.2Grover算法第6章量子算法入门6.5以量子计算机为中心的整个系统6.4量子经典混合算法第6章量子算法入门6.2Grover算法6.2.1概述6.2.2量子电路6.3Shor算法6.3.1概述6.3.2计算方法6.4量子经典混合算法6.4.1量子化学计算6.4.2VQE7.1伊辛模型7.2组合优化问题与量子退火7.3模拟退火7.4什么是量子退火第7章量子退火7.1伊辛模型7.1.1自旋和量子比特7.1.2伊辛模型中的相互作用7.1.3不稳定状态和阻挫7.1.4伊辛模型的能量7.1.5寻找伊辛模型基态过程中的问题7.2组合优化问题与量子退火7.2.1什么是组合优化问题7.2.2用于求解组合优化问题的伊辛模型7.2.3组合优化问题的框架7.2.4组合优化问题的解法7.3模拟退火7.3.1寻找伊辛模型的基态7.3.2能量景貌7.3.3梯度下降法和局部最优解7.3.4模拟退火算法7.4什么是量子退火7.4.1量子退火的定位7.4.2量子退火的计算方法（步骤1：初始化）7.4.3量子退火的计算方法（步骤2：退火操作）7.4.4穿越能量壁垒7.4.5量子退火的速度是模拟退火速度的1亿倍吗7.4.6量子退火计算机的实际情况8.1量子计算机的性能指标8.2量子比特的实现方法8.3超导电路8.4囚禁离子和超冷原子8.5半导体量子点12345第8章如何制备量子比特8.6金刚石氮空位中心8.8拓扑超导体8.7使用光实现量子比特第8章如何制备量子比特8.3超导电路8.3.1使用超导电路实现量子比特8.3.2约瑟夫森结8.3.3传输子和磁通量子比特8.3.4通过NISQ证实量子霸权8.4囚禁离子和超冷原子8.4.1使用囚禁离子实现量子比特8.4.2使用超冷中性原子实