本書對量子計算的基本原理以及算法構建進行了系統(tǒng)性介紹,并對量子計算解決不同領域的應用問題給出參考示例。全書共分為五篇。第Ⅰ篇講述量子計算的基本概念及硬件實現(xiàn)。第Ⅱ篇介紹各種基于量子邏輯門線路的通用量子計算算法。第Ⅲ篇講述量子行走、玻色采樣、量子退火等非基于數(shù)字邏輯門的各種專用量子計算算法。第Ⅳ篇介紹變分量子本征值求解等經(jīng)典-量子混合算法,展示出當前有噪聲中等尺寸量子技術背景下量子算法的特征。本書全面收錄了近一年來研究者提出的新興量子算法,并注重算法的關聯(lián)和發(fā)展脈絡梳理。第Ⅴ篇從優(yōu)化、人工智能、金融、化學、生物等領域,展示運用不同量子算法解決特定問題的實例。本書可作為高等院校理工科專業(yè)量子計算技術實踐課程教材,也可供相關專業(yè)的工程技術人員參考。
《量子計算技術》書稿集量子計算不同途徑的各種算法原理、不同物理體系硬件實現(xiàn)以及各種領域應用探究為一體,所涉及的量子計算算法涵蓋了早期量子算法、新興的通用量子算法以及經(jīng)典-量子混合、量子退火等適于當下中等噪聲量子環(huán)境的量子算法。作者全面介紹了當下量子計算的學科體系,并將各種不同物理體系硬件工藝進展的介紹結合于其中,尤其難能可貴的是,還在第三篇章介紹如何面向特定應用場景靈活選擇合適的量子算法實現(xiàn)量子優(yōu)勢,力圖為廣大工科學生、工程技術和科研人員呈現(xiàn)一幅完整的圖像。目前世界各國都快已開展了量子信息技術的戰(zhàn)略競爭,對于人才隊伍的建設和培養(yǎng)是重中之重, 本書稿的出版將有助于量子信息技術學生的入門引導,以及現(xiàn)有專業(yè)人才實踐能力的綜合提升。該書稿對量子計算的硬件實現(xiàn)介紹非常全面,這在現(xiàn)有的量子信息相關教學資料中是沒有做到的,事實上,讀者不止需要了解算法線路的構建,只有對量子硬件實現(xiàn)才能夠對量子信息具有更深刻的認識。這就如同經(jīng)典的信息技術課程建設,模擬電路、數(shù)字電路這些對硬件的介紹對信息科學的學習具有重要作用。本書稿的作者長期從事量子信息技術的一線研究工作,并且開展面向以信息學院為主的工科本科生的量子信息技術交叉學科課程,作者參考了經(jīng)典信息技術學科建設經(jīng)驗,并結合實際科研和教學中對量子信息技術的總結,在書稿中分享了很多作者經(jīng)過獨立思考后的見解和推導方法,體現(xiàn)了較高的學術水平,并且具有尤為值得稱贊的應用參考價值。
金賢敏,男,上海交通大學物理與天文學院長聘教授、博士生導師,曙光學者、唐立新優(yōu)秀學者獎、上海科技啟明星獲得者,現(xiàn)任上海交大集成量子信息技術研究中心(IQIT)主任。長期致力于以光量子集成芯片的設計和制備,以及量子計算、量子通信和量子存儲的芯片化集成化的研究和研發(fā)。唐豪,女,上海交通大學物理與天文學院副研究員。從事量子信息與集成光學科學研究,在專用光量子計算的實驗演示與應用探究方面取得進展。