量子算法与编程入门PDF电子书下载

第1章 相关基础 1

1.1 量子系统的理解 1

1.1.1 量子系统的抽象描述 2

1.1.2 可观测量及其与状态的关系 4

1.1.3 量子状态演化与量子计算 7

1.1.4 复合量子系统的状态 9

1.2 有限维复希尔伯特空间 10

1.2.1 n-维复坐标空间 10

1.2.2 n-维复希尔伯特空间 12

1.2.3 狄拉克符号 17

1.3 线性变换与变换矩阵 19

1.3.1 一般线性映射 19

1.3.2 线性算子 21

1.3.3 酉算子和酉矩阵 22

1.3.4 其他特殊算子和矩阵 25

1.4 克罗内克积与张量积 28

1.4.1 克罗内尔积 29

1.4.2 张量积 31

1.4.3 状态简写与基态编码 35

第2章 量子算法 40

2.1 量子计算概要 40

2.1.1 量子门 41

2.1.2 量子线路及通用量子门 43

2.1.3 量子门常用结果 46

2.2 量子算法和量子黑箱的实现 48

2.2.1 计算问题与布尔函数 49

2.2.2 布尔函数的实现 52

2.2.3 量子黑箱实现示例 56

2.3 Deutsch算法解析 60

2.3.1 问题与算法描述 61

2.3.2 实现的讨论与简单示例 63

2.3.3 算法分析 64

2.4 Deutsch-Jozsa算法解析 67

2.4.1 问题与算法描述 67

2.4.2 实现的讨论与简单示例 69

2.4.3 算法分析 71

2.5 Grover算法解析 77

2.5.1 问题与算法描述 77

2.5.2 实现的讨论与简单示例 79

2.5.3 算法分析 85

第3章 量子编程 98

3.1 量子编程概述 99

3.1.1 两个引例 99

3.1.2 量子编程的概念 101

3.1.3 数据叠加与程序叠加 103

3.2 量子编程语言 106

3.2.1 量子线路图 107

3.2.2 量子汇编语言 108

3.2.3 高级量子编程语言 111

3.3 量子计算实验平台 119

3.3.1 IBM Quantum Experience 120

3.3.2 LIQui｜〉 126

3.3.3 ProjectQ 133

3.3.4 其他平台简介 138

第4章 量子算法的编程实现 143

4.1 Deutsch算法 143

4.1.1 IBM Quantum Experience 144

4.1.2 LIQui｜〉 146

4.1.3 ProjectQ 147

4.2 Deutsch-Jozsa算法 150

4.2.1 IBM Quantum Experience 150

4.2.2 LIQui｜〉 152

4.2.3 ProjectQ 155

4.3 Grover算法 157

4.3.1 IBM Quantum Experience 158

4.3.2 LIQui｜〉 160

4.3.3 ProjectQ 161

附录 165

附录A 命题2.2的证明 165

附录B 部分练习提示 167

参考文献 169