量子纪元:量子产业的未来密码电子书

内容简介

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推荐序

前言

第一章 量子材料：小到不能够再小

第一节 量子限域和量子点

一、量子的基本概念

二、像素点和量子显示

三、量子点和新型显示材料

四、量子点的机遇与挑战

第二节 从石墨烯到碳纳米管

一、量子力学的不确定性原理

二、石墨烯和二维材料

三、一维传导的碳纳米管

四、细胞间隧道纳米管

第三节 拓扑量子先进材料

一、从零维、一维、二维到三维

二、新型Z2拓扑不变量

三、拓扑物理学的由来

第二章 量子破缺：全同粒子不相同

第一节 原子光谱与候鸟迁徙

一、全同而又不同的量子

二、正常和反常的塞曼效应

三、候鸟的“量子导航”生物罗盘

第二节 自旋电子学产业革命

一、自旋和计算机存储

二、巨磁阻效应和硬盘革命

三、从电子学到自旋电子学

四、核磁共振和磁共振成像

第三节 微观世界的微观表征

一、量子与量子精密测量

二、国际基本单位的量子化

三、量子助力“穿墙”和“透视”

四、更高更快更强的粒子加速器

第三章 量子隧穿：不可阻挡的量子

第一节 量子力学的隧穿效应

一、穿越一切的量子隧道

二、波粒二象性和物质的概率波

三、嗅觉背后的量子原理

四、世界起源的偶然和必然

第二节 量子探针开启了纳米大门

一、扫描隧道显微镜

二、通往原子世界之路

三、纳米齿轮、纳米马达和纳米汽车

四、新型纳米生物制剂

第三节 突破芯片制程的极限

一、逐渐失效的摩尔定律

二、量子时代的半导体产业

第四章 量子纠缠：超越时空的纽带

第一节 鬼魅般的超距作用

一、光速的极限能否被超越

二、量子论和相对论的碰撞

三、整整半个世纪的质疑和挑战

第二节 宇宙、时空和黑洞

一、撕裂时空的黑洞

二、黑洞辐射和真空零点能

第三节 量子通信和量子新基建

一、量子信息隐形传态

二、绝对安全的量子加密通信

第五章 量子相干：携手一起共进退

第一节 更大尺度的量子系统

一、从“粒子”到“量子”

二、波的干涉和量子相干态

三、“受激辐射光放大”

第二节 大工业的相干激光时代

一、激光加工、激光焊接和激光打印

二、激光笔、激光投影和激光电视

三、激光扫描、激光雷达和高能激光

第三节 各种各样的量子相干系统

一、超导体、超流体和超固体

二、玻色-爱因斯坦凝聚态

第六章 量子计算：守护薛定谔的猫

第一节 从经典计算到量子计算

一、经典计算背后的“分解”原理

二、“分解”原理无法求解复杂问题

三、量子世界的语言速成

四、波函数和观察者效应

第二节 各类量子算法及其应用

一、量子搜索算法

二、量子模拟算法

三、量子退火算法

四、量子机器学习

五、量子算法的应用场景

第三节 后量子时代的攻与防

一、现代互联网的密码基石

二、量子算法对加密体系的冲击

三、后量子时代的抗量子加密

第七章 量子芯片：大国重器的雄心

第一节 量子计算的具体实现

一、可逆的计算过程

二、量子逻辑门

三、量子态的持久保存

四、量子计算机的发展阶段

第二节 不同构型的量子芯片

一、超导量子比特

二、离子阱量子比特

三、中性原子量子比特

四、半导体量子比特

五、光量子比特

第三节 通往量子霸权之路

一、跨国科技公司的量子布局

二、美国和欧洲的量子战略

三、其他国家的量子之路

第八章 量子产业：量子革命的黎明

第一节 我国量子产业现状

一、我国已经成为量子技术大国

二、我国同时也是量子科学强国

三、但我国仍是量子产业“小国”

第二节 各地量子产业政策思路

一、量子产业专项规划陆续出台

二、量子科技纳入未来产业蓝图

三、量子新基建成为投资新热点

第三节 吹响量子纪元的时代号角

一、新兴产业的量子破局

二、传统产业的量子新生

三、量子革命开启的伟大纪元