統計光學（第二版） 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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☆☆☆☆☆

[美] 顧德曼，J，W 著，陳傢璧 等 譯

圖書標籤:

• 光學
• 統計光學
• 物理光學
• 光學儀器
• 光傳播
• 衍射
• 乾涉
• 偏振
• 激光
• 光學測量

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030563385

版次：01

商品編碼：12320199

包裝：精裝

開本：32開

齣版時間：2018-03-01

頁數：456

正文語種：中文

內容簡介

本書是J.W.Goodman所著《統計光學》的第二版。《BR》　　本書秉承第一版的精神，用通信理論中的概率統計方法，研究光場本身、光傳播過程及檢測接收時的隨機漲落。它既是一門應用科學，在信息光學中有廣泛的應用，又涉及對於光的本性的理解，同光學中的其他分支有著密切聯係，它的基礎知識已經成為光學工作者的必備知識。

現代量子信息與計算導論 內容簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的現代量子信息與計算領域的導論。它建立在紮實的量子力學基礎之上，係統地介紹瞭量子比特、量子門、量子糾纏等核心概念，並逐步深入到量子算法、量子信息論以及新興的量子計算硬件平颱。本書的編寫旨在平衡理論的嚴謹性與工程實踐的可理解性，力求使具有一定物理或數學背景的讀者能夠快速掌握該領域的前沿知識和研究方法。 第一部分：量子力學基礎與量子比特 第一章：復習與拓展：經典信息與量子力學的基本假設 本章首先迴顧經典信息論中比特、信息熵等基本概念，為後續引入量子信息提供對比參照。隨後，本書嚴格闡述量子力學的基本公設，包括態空間（希爾伯特空間）、態矢的演化（薛定諤方程）、測量理論（概率詮釋與波函數坍縮）。重點討論瞭自鏇1/2係統作為最簡單的量子力學模型，引入狄拉剋符號（Bra-Ket notation）的強大錶達能力。通過對二維希爾伯特空間的細緻分析，自然引齣量子比特（Qubit）的概念，強調其與經典比特在信息承載能力上的本質區彆，特彆是疊加態的物理意義。 第二章：單量子比特的描述與操作 詳細介紹單量子比特的數學描述，包括其狀態嚮量在計算基和鏇轉基下的錶示。深入探討瞭泡利矩陣族（$sigma_x, sigma_y, sigma_z$）在綫性代數和量子操作中的核心地位。本章構建瞭布洛赫球模型（Bloch Sphere），形象地描繪瞭單量子比特所有可能純態的幾何錶示，並解釋瞭如何通過單一鏇轉操作（如Rabi振蕩）實現量子態的任意調控。此外，討論瞭單比特的測量過程，包括投影測量和概率詮釋。 第三章：多量子比特係統與張量積結構 將理論擴展至多個量子比特構成的復閤係統。係統闡述張量積（Tensor Product）在描述多粒子波函數中的作用，清晰界定子空間與整個係統的區彆。重點分析雙量子比特係統的希爾伯特空間維度增長特性，並基於此解釋瞭經典信息係統與量子信息係統在描述復雜度上的指數級差異。本章的難點在於理解如何用張量積空間錶示復閤係統的演化和操作。 第二部分：量子糾纏與量子操作 第四章：量子糾纏的本質 這是本書的核心章節之一。首先定義瞭可分離態（Product State）和糾纏態（Entangled State）。通過對貝爾態（Bell States）的詳細分析，直觀展示瞭最大糾纏態的特性，特彆是EPR佯謬和量子隱形傳態所需的資源。深入討論糾纏的量化指標，如糾纏熵（Entanglement Entropy）和糾纏度量，強調糾纏作為一種獨特的物理資源在量子計算中的關鍵作用。 第五章：量子門與酉變換 量子操作的本質是酉矩陣（Unitary Transformation）。本章係統分類並介紹瞭基礎量子門：單比特門（如Hadamard門、相位門）和多比特門（如CNOT門、SWAP門）。詳細解釋瞭Hadamard門如何産生疊加態，以及CNOT門在産生糾纏態中的不可替代性。討論瞭通用量子門集（Universal Gate Sets）的概念，證明瞭隻需有限的幾類量子門即可實現任意酉演化，這為量子計算機的構建提供瞭理論基礎。同時，引入瞭密度矩陣（Density Matrix）的概念，用於描述混閤態和開放量子係統的演化。 第六章：量子電路與係統演化 將量子門按時間順序排列，構建量子電路（Quantum Circuit）。通過實例演示如何用電路圖清晰地錶示復雜的量子算法。探討瞭量子係統的開放性問題，引入瞭量子退相乾（Decoherence）的概念，解釋瞭環境噪聲如何將純態轉化為混閤態，並導緻量子信息的丟失。初步介紹馬爾可夫過程和量子操作的超算子（Superoperator）描述。 第三部分：量子信息處理與算法 第七章：量子信息論基礎 本章從信息論的角度審視量子係統。引入量子信息熵，如馮·諾依依曼熵（Von Neumann Entropy），作為衡量量子係統混亂程度和糾纏程度的量度。討論瞭量子信道（Quantum Channel）的概念及其輸齣的混閤態描述。重點闡述瞭量子信息處理中的基本定理，例如不可剋隆定理（No-Cloning Theorem）及其對信息安全傳輸的深刻影響。 第八章：量子計算模型與核心算法 詳細介紹量子計算模型，特彆是量子綫路模型和量子退火模型。集中討論瞭兩個裏程碑式的量子算法：Deutsch-Jozsa算法和Simon算法，它們首次展示瞭量子計算在特定問題上相對於經典計算的指數級加速潛力。隨後，深入剖析秀爾算法（Shor's Algorithm）的原理，解釋其如何利用量子傅裏葉變換（QFT）實現大數分解的加速，並分析其對現代密碼體係構成的潛在威脅。接著，詳細講解格羅弗搜索算法（Grover's Algorithm），說明其在無結構數據庫搜索中的二次加速（Quadratic Speedup）。 第九章：變分量子本徵求解器（VQE）與量子機器學習初步 轉嚮當前NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）時代的實用方法。VQE作為一種混閤量子-經典算法被詳細介紹，闡述其在分子能量計算等化學模擬中的應用框架。初步探討量子機器學習（QML）的基本思想，包括量子特徵映射和量子神經網絡（QNN）的概念，強調如何利用量子態的內在結構來處理高維數據。 第四部分：物理實現與未來展望 第十章：量子計算的物理平颱 本章對當前主流的量子硬件實現路徑進行概述和比較。詳細分析瞭超導電路（Transmon Qubits）、離子阱（Trapped Ions）、光子量子計算（Photonic Qubits）和拓撲量子計算等技術。重點討論瞭每種平颱的優勢（如連通性、相乾時間）和麵臨的主要工程挑戰，特彆是量子比特的製備、操控精度和可擴展性問題。 第十一章：量子誤差修正 鑒於環境噪聲對量子計算的緻命影響，本章聚焦於量子誤差修正（Quantum Error Correction, QEC）理論。解釋瞭經典糾錯碼的局限性，然後介紹如Shor碼和錶麵碼（Surface Code）等基礎量子糾錯方案。闡述瞭邏輯量子比特（Logical Qubit）的概念，以及如何通過冗餘編碼來保護量子信息免受比特翻轉和相位翻轉錯誤的乾擾，這是構建容錯量子計算機的關鍵步驟。 結語 全書以對量子技術未來應用潛力的展望收尾，涵蓋量子模擬、量子密碼學（如BB84協議）以及對量子霸權（Quantum Supremacy）的探討，引導讀者思考該領域的研究前沿和工程難題。本書內容涵蓋瞭從理論基礎到前沿應用的完整知識體係，是學習和研究量子信息科學的優秀參考資料。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀過程中，我注意到作者在引用和參考文獻方麵做得非常嚴謹和現代。他不僅迴顧瞭早期奠基性的經典文獻，更重要的是，穿插瞭許多近十年來在重要期刊上發錶的前沿研究成果作為實例或背景知識。這種做法使得這本書的內容始終保持著旺盛的生命力和與時俱進的精神。比如，在討論光場的傳播和調製時，書中對基於超材料（Metamaterials）的光學特性的討論，雖然篇幅不長，但切中要害，為讀者指明瞭通往更深層次學習的路徑。這種對時代脈搏的精準把握，確保瞭讀者所學知識體係的先進性，避免瞭學習到過時的理論框架。對於希望將這本書作為深入研究參考的人來說，這本書提供的引用網絡無疑是一個巨大的信息寶庫，它不僅僅是一本書，更像是一份精心策劃的、通往該領域未來發展方嚮的路綫圖。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的結構組織方式感到由衷的贊賞，它采取瞭一種非常循序漸進的教學路徑。開篇並沒有直接跳入高深的數學推導，而是先用非常直觀的、基於日常生活現象的例子來引導讀者建立起對光波本質的初步認知。這種“從現象到本質”的敘事手法，極大地降低瞭學習的心理門檻。隨著章節的深入，作者巧妙地引入瞭傅裏葉分析和矢量微積分等必要的數學工具，但關鍵在於，這些數學工具的引入總是緊密圍繞著具體的物理問題展開，讓人清楚地知道“為什麼要學這個”，而不是孤立地學習數學本身。我特彆喜歡其中關於衍射理論的章節，作者用幾何光學作為參照係，一步步過渡到惠更斯-菲涅耳原理，再通過對菲涅耳衍射和夫琅禾費衍射的詳細剖析，構建瞭一個完整的知識體係。這種層層遞進的編排，使得原本看似龐雜的知識點，被有機地串聯起來，形成瞭一個邏輯嚴密的網絡，讓讀者在掌握細節的同時，也能夠把握全局的宏觀視野。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的習題設計是它作為一本優秀教材的又一力證。許多教材的習題要麼過於簡單，隻是對概念的機械重復；要麼設計得過於偏怪，與主綫內容關聯度不高。但這裏的設計則恰到好處地體現瞭“學以緻用”的理念。大部分習題都具有很強的啓發性，它們往往不是直接套用公式，而是要求讀者將不同章節的知識點進行綜閤運用，或者是對特定邊界條件下的係統進行分析。我尤其欣賞那些“思考題”或“延伸閱讀”部分，它們往往會引導讀者去探討一些前沿或尚未完全解決的問題，極大地激發瞭我的好奇心和探索欲。完成這些習題後，我不僅鞏固瞭對核心概念的理解，更重要的是，我開始學會像一個真正的研究者那樣去審視和分析一個光學問題，這是一種比單純記憶知識點更為寶貴的收獲。這些習題的難度分布也經過瞭精心設計，確保瞭不同水平的學習者都能從中受益。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計實在令人眼前一亮，封麵采用瞭一種低飽和度的藏青色，搭配燙金的字體，在光綫下若隱若現，透露齣一種沉穩而又不失精緻的學院氣息。內頁的紙張質感也相當齣色，觸感細膩，不易反光，長時間閱讀下來眼睛的疲勞感明顯減輕瞭不少。特彆是對一些復雜公式的排版，處理得非常清晰，圖錶的設計也采用瞭更現代的配色方案，使得原本可能枯燥的理論內容，在視覺上變得更加易於接受和理解。作者在章節之間的過渡處理得非常流暢，每一章的開頭都會有一個簡短的引言，概述本章的核心概念和學習目標，這對於初次接觸這個領域的讀者來說，無疑是極大的幫助。同時，書本的開本適中，便於攜帶，無論是放在書包裏通勤，還是在圖書館裏翻閱，都顯得恰到好處。細節之處見真章，這種對物理實體體驗的重視，讓我在拿起這本書的那一刻，就感受到瞭齣版方在製作上的用心良苦，這絕不是一本可以隨便應付的教材，它更像是一件精心打磨的工藝品，值得在書架上占據一席之地，時不時拿齣來翻閱和品味。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度達到瞭一個令人印象深刻的平衡點。它既沒有淪為一本僅停留在基礎概念介紹的科普讀物，也沒有陷入過度沉溺於高等數學證明的象牙塔。它精準地把握住瞭工程應用和基礎研究之間的黃金分割綫。例如，在涉及偏振光部分，書中不僅清晰地闡述瞭瓊斯矩陣和穆勒矩陣的物理意義，還通過引入一些實際測量儀器的原理介紹，讓理論知識立刻“活”瞭起來。對於那些希望將所學知識應用於實際科研或工程設計的人來說，書中所提供的各種近似條件下的解析解和數值計算方法，是非常寶貴的資源。我發現在對照其他一些經典教材時，這本書在特定問題的討論上提供瞭更多細節和更清晰的物理圖像，尤其是在處理非綫性光學效應的初步介紹時，作者的闡述顯得尤為透徹，讓人能相對輕鬆地把握住其核心的物理機製，而不是被復雜的張量方程所睏擾。