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| 編輯推薦: |
1. 清华大学离子阱研究团队成员权威解读离子阱量子计算 2. 国内第一本介绍离子阱量子计算科普图书 3. 前沿量子科技入门指南,解密离子阱的“魔法世界” 4. 从基础到前沿,从原理到应用,轻松读懂量子计算核心体系
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| 內容簡介: |
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本书由浅入深,系统介绍了离子阱技术。书中围绕四大核心问题展开,首先,从离子阱技术的基本原理与发展历史入手,用生活化的例子通俗解释离子如何被稳定囚禁。其次,重点阐述了对囚禁离子的量子操控,包括量子比特的构建、量子态的制备与读取,以及实现量子计算的关键—离子量子比特门。再次,剖析了离子阱量子系统的技术现状与趋势。最后,探讨了离子阱技术广泛的应用前景与量子产业生态。得益于其高保真度、长相干时间等独特优势,离子阱技术不仅在量子计算,更在量子模拟、量子精密测量等领域展现出巨大潜力,并已催生出一批领先的科技企业。本书适合对离子阱技术感兴趣的普通读者和相关从业者阅读。
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| 關於作者: |
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栾春阳,清华大学物理学博士,研究方向:基于离子阱量子系统的量子计算与量子模拟。现任职于中国移动通信有限公司研究院(未来院),从事量子计算硬件研究。科研和工作之余,热衷科普,长期给中国科普博览、科学大院撰写科普专栏,发表过多篇阅读量超过1万的量子科普文章。王雨桐,清华大学物理学博士,研究方向:凝聚态物理中的铁磁/铁电异质结存储。现任职于中芯国际集成电路制造(北京)有限公司,从事嵌入式存储的芯片工艺研究。
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| 目錄:
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第 一篇 离子阱的物理基础 第 一章 什么是离子阱? 2 第 一节 离子阱(上)—俘获和囚禁离子的魔法陷阱 ... 2 第二节 离子阱(下)—低调却实力强劲的量子明星 ... 7
第二章 离子阱构型的“大揭秘” 14 第 一节 离子阱构型的“大揭秘”(上) ... 14 第二节 离子阱构型的“大揭秘”(中) ... 19 第三节 离子阱构型的“大揭秘”(下) ... 26
第三章 囚禁离子的激光冷却 34 第 一节 激光冷却方案(上)—你没看错!激光真的可以冷却原子(离子) ... 34 第二节 激光冷却方案(中)—一次震惊科学家的意外发现:原子(离子)究竟可以 多“高冷”? ... 39 第三节 激光冷却方案(下)—把原子(离子)“藏起来”? ... 43
第二篇 基于离子阱系统的量子计算 第四章 单囚禁离子的量子操控 52 第 一节 离子量子比特竟然是个“球”? ... 52 第二节 离子量子比特竟然也有“寿命” ... 58
第五章 利用激光场来操控囚禁离子 67 第 一节 激光与离子的相互作用(上)—离子内态的精确操控 ... 67 第二节 激光与离子的相互作用(下)—离子外态的精确操控 ... 74
第六章 囚禁离子间的双量子比特门 80 第 一节 离子双量子比特门(上)—初出茅庐的C-Z gate ... 80 第二节 离子双量子比特门(中)— 广受欢迎的M-S gate ... 85 第三节 离子双量子比特门(下)—大有可为的“多重声子模式门”方案 ... 91
第七章 囚禁离子的激光寻址与光学成像 98 第 一节 多离子独立寻址所需的光学调制 ... 98 第二节 精确观察离子成像的“火眼金睛” ... 105
第三篇 离子阱量子计算前沿进展 第八章 面向未来的大规模量子计算 114 第 一节 面向未来的大规模量子计算(上)—离子阱量子计算芯片 ... 114 第二节 面向未来的大规模量子计算(中)—二维离子阵列方案 ... 120 第三节 面向未来的大规模量子计算(下)—离子-光子量子网络方案 ... 126
第九章 离子阱量子计算系统的“电脑跑分” 133 第 一节 离子阱量子计算系统的“电脑跑分”(上)—算法量子比特 ... 133 第二节 离子阱量子计算系统的“电脑跑分”(下)—量子体积 ... 139
第四篇 离子阱与其他领域的交叉研究 第十章 当离子阱遇到了时间频标 146 第 一节 当离子阱遇到了时间频标(上)—离子光学钟 ... 146 第二节 当离子阱遇到了时间频标(下)—离子核钟 ... 154
第十一章 当离子阱邂逅新奇物理 165 第 一节 潜力无尽的交叉领域探索 ... 165
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