量子计算和量子信息 2 量子信息部分PDF电子书下载

目录 1

译者序 1

前言 3

第三部分 量子信息 3

第8章 量子噪声和量子运算 3

8.1 经典噪声和Markov过程 4

8.2 量子运算 6

8.2.1 技术总述 6

8.2.2 环境和量子运算 7

名词和记号 9

8.2.3 算子和表示 9

8.2.4 量子运算的公理化方法 16

8.3 量子噪声和量子运算的例子 22

8.3.1 迹与偏迹 22

8.3.2 单量子比特量子运算的几何图像 23

8.3.3 比特翻转和相位翻转信道 24

8.3.4 去极化信道 26

8.3.5 幅值阻尼 28

8.3.6 相位阻尼 32

8.4 量子运算的应用 35

8.4.1 主方程 35

8.4.2 量子过程层析 37

8.5 量子运算体系的局限性 43

9.1 经典信息的距离度量 47

第9章 量子信息的距离度量 47

9.2 两个量子状态有多接近 51

9.2.1 迹距离 51

9.2.2 保真度 56

9.2.3 距离度量之间的关系 62

9.3 量子信道对信息的保持 63

第10章 量子纠错 72

10.1 引言 73

10.1.1 三量子比特的比特翻转码 74

10.1.2 三量子比特相位翻转码 77

10.2 Shor码 79

10.3 量子纠错的理论 82

10.3.1 差错的离散化 85

10.3.2 独立差错模型 88

10.3.3 简并编码 90

10.3.4 量子Hamming界 91

10.4 量子码的构造 92

10.4.1 经典线性码 92

10.4.2 Calderbank-Shor-Steane码 96

10.5 稳定子码 100

10.5.1 稳定子体系 100

10.5.2 酉门和稳定子体系 105

10.5.3 稳定子体系中的测量 109

10.5.4 Gottesman-Knill定理 110

10.5.5 稳定子码构造 111

10.5.6 例子 113

10.5.7 稳定子码的标准形 116

10.5.8 编码、解码和纠错的量子线路 118

10.6 容错量子计算 122

10.6.1 容错：大图像 122

10.6.2 容错量子逻辑 128

10.6.3 容错测量 135

10.6.4 容错量子计算基础 140

第11章 熵与信息 146

11.1 Shannon熵 146

11.2 熵的基本属性 149

11.2.1 二元熵 149

11.2.2 相对熵 150

11.2.3 条件熵和互信息 151

11.2.4 数据处理不等式 154

11.3 Von Neumann熵 155

11.3.1 量子相对熵 157

11.3.2 熵的基本性质 158

11.3.3 测量与熵 159

11.3.4 次可加性 160

11.3.5 熵的凹性 161

11.3.6 混合量子状态的熵 162

11.4 强次可加性 163

11.4.1 强次可加性的证明 164

11.4.2 强次可加性：基本应用 166

第12章 量子信息论 171

12.1 区分量子状态和可访问的信息 172

12.1.1 Holevo界 175

12.1.2 应用Holevo界的例子 176

12.2 数据压缩 179

12.2.1 Shannor无噪声信道编码定理 180

12.2.2 Schumacher量子无噪声信道编码定理 184

12.3 带噪声量子信道上的经典信息 189

12.3.1 带噪声经典信道上的通信 189

12.3.2 带噪声量子信道上的通信 195

12.4 带噪声量子信道上的量子信息 201

12.4.1 熵交换与量子Fano不等式 201

12.4.2 量子数据处理不等式 203

12.4.3 量子单一界 208

12.4.4 量子纠错、制冷和Maxwell妖 209

12.5 作为物理资源的纠缠 210

12.5.1 二部纯态纠缠的变换 212

12.5.2 纠缠的蒸馏和稀释 217

12.5.3 纠缠蒸馏与量子纠错 219

12.6 量子密码术 221

12.6.1 私钥密码术 221

12.6.2 保密增强与信息调和 222

12.6.3 量子密钥分配 225

12.6.4 保密性与量子相十信息 230

12.6.5 量子密钥分配的安全性 231

附录A Lieb定理证明 246

参考文献 251