21世纪的今天,世界各国都意识到研究量子计算的重要性和可行性,从而纷纷发布各自的量子计算科技战略,争取实现有实际应用价值的“量子优势”。世界各高校也在大力发展量子计算学科。

如今,量子计算已经成为大众应该了解和学习的知识之一。近期,笔者在后台收到了许多私信,询问需要看哪些书才能实现从0到1的学习量子。

以下的书单涵盖了5本书,不管是对于从无到有开始接触的“小白”,还是已有相关领域知识背景的“大佬”,均可受益。

之后书单还会不断地更新,感兴趣的读者可以持续关注。

 

《人人可懂的量子计算》

原版在2019年由麻省理工学院出版社出版,中文版则由机械工业出版社2020年出版。

作者是Chris Bernhardt,他是美国费尔菲尔德大学的数学教授,也是《论可计算数》(英文书名:Turing's Vision: The Birth of Computer Science)一书的作者。

梗概:

量子计算是量子物理学与计算机科学的完美融合,是将20世纪物理学中一些最惊人的观点融入到一种全新的计算思维方式中。

本书中,作者介绍了量子计算,任何具备高中数学知识的读者都能够理解。

他为大众解读了量子比特、量子纠缠、量子隐形传态、和量子算法等内容,以及其他量子相关的主题。

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图1|《人人可懂的量子计算》

 

《量子计算机简史》

原版在2016年由日本日经BP编辑部出版,中文版则由后浪|四川人民出版社2020年出版。

作者是西森秀稔和大关真之。

西森秀稔是东京工业大学理学院教授,其他著作有《自旋玻璃与信息统计力学》、《关于相变和临界现象的统计物理学》等。

大关真之是日本东北大学大学院信息科学研究科应用信息科学专业副教授,在2008年完成东京工业大学理工学研究科物性物理学专业博士课程后,在东京工业大学从事量子退火研究。

梗概:

两名作者将与量子退火算法的知识整理成书,用较为朴实的言语,为广泛的读者们介绍关于量子计算机的内核,包括量子计算机的工作原理,量子计算机对于人工智能尤其是深度学习的重要意义,以及加拿大、美国和日本等国在该领域的最新动向及今后的发展趋势。

两名作者在此书的“后记”中这样写道:“对量子计算机,似乎有些人很容易误解而抱有过高的期待。

其实无论是采用量子门方式的量子计算机,还是量子退火计算机,都不是取代现在人们所使用的计算机的下一代超高速计算机。

虽然采用量子门方式的量子计算机能够进行任何运算,但它必须用到能够配得上其高昂的研发成本的用途上才行。用量子计算机来做现有计算机就能完成的工作,将是巨大的资源浪费。

量子计算机只应该用来处理量子模拟或机器学习等现在的计算机无法胜任的特殊的大规模计算。这一点对量子退火计算机来说也是一样。即使量子计算机得到更广泛的应用,相信也会与现在的计算机长期并存。”

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图2|《量子计算机简史》

 

《QED:光和物质的奇妙理论》

此书为《走进费曼丛书合集》之一,合集包括8本丛书:

1)费曼自传《别逗了,费曼先生》;

2)费曼著名的物理学讲义《费曼讲物理入门》、《费曼讲物理:相对论》;

3)费曼的演讲《费曼讲演录:一个平民科学家的思想》、《物理定律的本性》;

4)费曼的诺奖贡献《QED:光和物质的奇妙理论》;

5)费曼感人至深的书信集《费曼手札》;

6)费曼女儿整理的费曼“金句集”——《费曼语录》。

事实上,这8本丛书都是不错的读物。其中这本《QED:光和物质的奇妙理论》(QED: quantum electrodynamics 量子电动力学)是在1985年由普林斯顿大学出版社出版,实质是对理查德·费曼主持的4篇关于量子电动力学的演讲改编而成的。中文版则由湖南科学技术出版社2019年出版。

作者是美国理论物理学家理查德·菲利普斯·费曼(Richard Philips Feynman),以对量子力学的路径积分表述、量子电动力学、过冷液氦的超流性以及粒子物理学中部分子模型的研究闻名于世。

梗概:

这本书以直截了当、真诚可信的方式对非专业的听众讲解了一个相当困难的课题——量子电动力学。它的设计是为使有兴趣的读者欣赏一种思维方式,就是物理学家在要解释自然界如何运行时所采取的思维方式。

如果你准备学习物理学(或者正在学习),那么这本书中没有一点内容是你最终要纠正或抛弃的。它的讲述是个完整的大纲,其中每个细节都是精确的,你可以按照这个大纲——无需任何修改——进行更深入的学习。

如果你已经学习过物理学,本书则向你揭示,你过去在做所有那些复杂计算的时候,到底是在做什么。

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图3|《QED:光和物质的奇妙理论》

 

《新量子世界》

原版在2003年由剑桥大学出版社出版,中文版则由湖南科技出版社2005年出版。

作者是Tony Hey和Patrick Walters。Tony Hey曾与著名物理学家理查德·费曼和默里·盖尔曼一起工作,他是牛津大学的哲学博士,也是一名粒子物理学家。在2005年-2014年曾担任微软公司副总裁的职位。

梗概:

目前为止,作为数学家和物理学家的私有领地,量子力学的完美和重要性,对非专业人士来说,仍然是难以言传的。

笔者归纳总结了此书在亚马逊上37位买家的评论归纳总结出,这本书深入浅出地介绍了量子力学,是很好的入门级材料,是一本关于量子领域难得的科普性读物。

且运用大量的图片进行详细的解释,末尾处有量子力学在科幻作品中的应用,充满了奇思妙想,使科幻迷和物理爱好者如获至宝,获得更科学的人生观、世界观。

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图4|《新量子世界》

 

《德谟克利特以来的量子计算》

目前这本书只有英文原版,原版在2013年由剑桥大学出版社出版。

作者是美国理论计算机科学家Scott Aaronson,德州大学奥斯汀分校计算机科学教授,量子信息中心主任。此前曾与麻省理工学院电子工程与计算机科学系任教多年,研究领域包括量子计算机的性能与局限,更广义的计算复杂度理论等。

梗概:

书中将关于量子计算的不同主题编成一个整体,其中涵盖量子力学、复杂度、自由意志、时间旅行、人类准则等内容。

作者Aaronson为有科学、计算机科学、物理学、数学和哲学背景的读者们,提供了新颖的量子力学的学习方式,对于相关领域的学生和研究人员来说非常易于理解。

它面向的读者有着相当扎实的物理学基础,因此它并不是一本轻松的读物。

但对于那些有足够背景并想扩大你的量子计算领域知识的人来说,你在阅读的同时也可以领略其他相关领域的见解,回报将是巨大的。

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图5|《德谟克利特以来的量子计算》

 

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|编  辑:王嘉雯      |审  校:Sakura