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256千字 字数
No.66 科学技术
2025-10-01 发行日期
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主编推荐语

量子技术的应用已然掀起一场极具突破性的产业革命，它将把我们带入下一个崭新的时代纪元。

内容简介

现代物理学已经开启了一个充满无限可能的新纪元。量子领域的前沿研究在不断挑战我们对物质世界的认知的同时，更在不经意间改变着我们的日常生活，从各个角度重塑着社会生活的方方面面。

本书从当前量子技术的落地应用和转化成果出发，系统性地介绍了量子产业中不同分支的理论基础、发展现状和未来走向。书中没有晦涩的公式，也没有枯燥的图表，主要讲述量子物理如何改变了各行各业，力求为非专业读者展现一幅尽可能全面的量子产业图景。

目录

  • 版权信息
  • 内容简介
  • 作者简介
  • 推荐序FOREWORD
  • 前言PREFACE
  • 既熟悉又陌生的量子
  • 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
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出版方

清华大学出版社

清华大学出版社成立于1980年6月，是由教育部主管、清华大学主办的综合出版单位。植根于“清华”这座久负盛名的高等学府，秉承清华人“自强不息，厚德载物”的人文精神，清华大学出版社在短短二十多年的时间里，迅速成长起来。清华大学出版社始终坚持弘扬科技文化产业、服务科教兴国战略的出版方向，把出版高等学校教学用书和科技图书作为主要任务，并为促进学术交流、繁荣出版事业设立了多项出版基金，逐渐形成了以出版高水平的教材和学术专著为主的鲜明特色，在教育出版领域树立了强势品牌。