М. Нильсен, И. Чанг - Квантовые вычисления и квантовая информация (1156771)
Текст из файла
М. Нильсен, И. Чанг КВАНТОВЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ И КВАНТОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ Перевод с английского под редакцией М. Н. Вялого и П. М. Островского с предисловием К. А. Валиева 9 Москва «Мир» 2006 УДК 530 145 (21) ББК 22 12 22 134 Нбб Переводчики. Басова М А (гл.
12), Бравый С Б (гл 7, 11), Завьялов В В (гл 9, 10), Кондратьев В.В (гл 2, 6, Приложения), Львовский С М. (гл. 3 — 5), Мельниковский Л А. (гл. 8), Москалев Т. Ю (Предисловие, гл 1) Книга известных американских специалистов дает подробное и всестороннее введение в новую область исследований изучение роли физических законов (и, особенно, законов квантовой механики) при решении задач информатики Охвачены такие темы, как квантовые алГоритмы (факторнзация, дискретный логарифм), квантовая телепортэция, сверхплотное кодирование, устойчивые к ошибкам вычисления, квантовая криптография Книга доступна читателям, начинающим знакомиться с предметом приведены необходимые сведения из физики,математики н информатики Множество рисунков и упражнений способствует более глубокому усвоению материала Каждая глава заканчиваегся историческими замечаниями и списком литературы для дальнейшего изучения Для студентов, аспирантов, преподавателей н исследователей в области физики, информатики, математики и электротехники, интересующихся квантовыми вычислениями и квантовой информацией УДК 530 145 (21) ББК 2212 22.134 н Нэи Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту тй 02-01-14056 Редакция литперотпррм но информатике и новой тпезнике © СэшЬпдйе Опжетяту Ртещ 2000, 2001 (с) перевод нэ русский язык, издательство "Мир", 2006 !5Вй 5-03-003524-9 (русск,) т5Вй 0-521-63503-9 (энтл.) Нильсен М., Чанг И.
Нбб Квантовые вычисления и квантовая информация. Пер. с англ — М: Мир, 2006 г. — 824 с., нл 1ЯВ)ч' 5-03-003524-9 ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ Авторы рекомендуемой русскому читателю книги «Квантовые вычисления и квантовая информация», Майкл Нильсен и Исаак Чанг, в авторских предисловии и введении подробно излагают структуру, содержание и цели написанной ими книги Поэтому нет необходимости заниматься этим в нашем предисловии. Тем не менее, мы хотим в нескольких словах представить книгу русскому читателю Темы книги М Нильсена и И Чанга — квантовые компьютеры и квантовые вычисления, квантовая связь, квантовая криптография, телепортация и др— вызывают большой интерес широких масс русскоязычной публики Не только научные и научно-популярные издания, но и газеты и телевидение стремятся публиковать новости из этой области, удовлетворяя интерес читателей и слушателей Тем не менее, мало кто из читателей по-настоящему понимает такие научно-популярные тексты Дело в том, что идеи квантовой информатики вообще и квантовых вычислений, в частности, являются продуктом новейшего времени и совершенно не успели войти в практику вузовского (и, тем более, школьного) образования, в учебники и учебные руководства.
Даже классические учебники по квантовой механике не содержат важнейших понятий квантовой физики, лежащих в основе квантовой информатики (понятия запутанных состояний, например) Поэтому, при наличии острого интереса к этой интригующей тематике, у читателей почти нет «бэкграуцда» к восприятию достижений в области квантовой информатики. В этой ситуации выбор книги М Нильсена и И Чанга для издания на русском языке представляется весьма удачным решением издательства «Мир» Среди десятка англоязычных книг по этой тематике рекомендуемая книга стоит особняком По полноте и научной строгости изложения она является настоящей энциклопедией Не случайно, что с момента ее издания в 2000 году, почти в каждой научной статье по данной тематике можно найти ссылку н* эту книгу Научная строгость изложения, полнота математического (теоретического) описания предмета делают книгу настоящей находкой для тех, кто хотел бы присоединиться к новой области исследований Вместе с тем, насыщенность изложения математикой делает чтение книги настоящей работой, которая, несомненно, будет вознаграждена в дальнейшей деятельности читателя Для тех читателей, которые хотели бы получить первичные знания в этой новой области науки, текст книги содержит разделы вводного характера, которые могут быть прочтены в первую очередь Мы не сомневаемся, что каждый специалист в области информатики найдет для себя полезным чтение этой замечательной книги 6 Предисловие к русскому изданию Переводчики книги столкнулись с отсутствием установившейся русскоязычной терминологии для области квантовой информатики В этой ситуации авторы перевода пользовались терминами, которые сочли предпочтительными.
Можно надеяться, что терминологические проблемы не слишком затруднят чтение книги. Добавим также, что в список литературы включены ряд книг и обзоров на русском языке, а также в конце книги приведен русскоязычный предметный указатель Москва Декабрь 2005 г. К. А. Валиев ПРЕДИСЛОВИЕ Нашим родителям и нашим учителям. Эта книга представляет собой введение в основные понятия и методы, относящиеся к области квантовых вычислений и квантовой информации. Быстрые темпы прогресса в этой области и ее междисциплинарный характер привели к тому, что начинающим знакомиться с этим предметом трудно получить общее представление о наиболее важных методах и результатах. Книга имеет двойное назначение.
Во-первых, мы приводим основные сведения из информатики, математики и физики, необходимые для понимания квантовых вычислений и квантовой информации. Это делается на уровне, доступном для читателей с базовой подготовкой хотя бы в одной из трех указанных дисциплин; наиболее важные требования — определенная степень математической зрелости и желание изучать квантовые вычисления и квантовую информацию. Второе назначение этой книги — подробно раскрыть главные результаты в области квантовых вычислений и квантовой информации. При тщательном изучении у читателя должно выработаться понимание основных инструментов и достижений в этой увлекательной области, которое станет для него либо частью общего образования, либо основой для самостоятельных исследований в сфере квантовых вычислений и квантовой информации.
Структура книги Базовая структура книги показана на рис. 1. Книга разделена на три части. Общая стратегии состоит в том, чтобы по возможности идти от конкретного к более абстрактному. Так, мы рассматриваем квантовые вычисления прежде квантовой информации, конкретные коды, исправляющие квантовые ошибки, перед более общими результатами квантовой теории информации, и на протяжении всей книги пытаемся приводить примеры до того, как будет развита общая теория. В части 1 дается обзор главных идей и результатов в области квантовых вычислений и квантовой информации, а также приводятся базовые сведения из информатики, математики и физики, необходимые для глубокого понимания предмета.
Глава 1 является вводной, в ней обрисовываются история развития и фундаментальные понятия рассматриваемой области и по ходу изложения отмечаются некоторые важные нерешенные проблемы. Материал представлен так, чтобы быть доступным даже при отсутствии подготовки в области информатики и физики. Сведения, необходимые для более глубокого понимания, приводятся в главах 2 и 3 В них подробно рассматриваются основные понятия 8 Предисловие квантовой механики и информатики соответственно. В зависимости от своей подготовки вы можете уделять различным главам части 1 больше или меньше внимания, возвращаясь к ним позже при необходимости восполнить какие-либо пробелы в своих знаниях основ квантовой механики и информатики.
ЧксгЫ Рис. 0.1. Структура книги, В части П подробно описываются квантовые вычисления. В гл. 4 вводятся основные элементы, необходимые для выполнения квантовых вычислений, и многие элементарные операции, которые можно использовать для разработки более сложных применений квантовых вычислений. В главах 5 и 6 описываются квантовое преобразование Фурье и квантовый алгоритм поиска — два основных известных к настоящему времени квантовых алгоритма. В гл.
5 также объясняется, как можно использовать квантовое преобразование Фурье для решения задач факторизации и вычисления дискретного логарифма, и почему эти результаты важны в криптографии. В гл. 7 описываются общие принципы проектирования и свойства хороших физических реализаций квантовых компьютеров.
При этом в качестве примеров используется несколько реализаций, успешно продемонстрированных в лабораториях. В части И1 речь идет о квантовой информации: что это такое, как представлять и передавать информацию при помощи квантовых состояний, а также как описывать и устранять искажения квантовой и классической информации. В гл. 8 описываются свойства кеангвоеого шума, что необходимо для Предисловие 9 понимания того, как обрабатывается квантовая информация в реальном мире, и формализм квантовых преобразований — мощный математический инструмент, способствующий пониманию квантового шума.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
