《量子计算：智能社会的算力引擎》一书立足量子力学革命和量子信息技术革命、人工智能的发展，揭示了计算和人类社会生产力发展、思维观念变革之间的密切关系，以及当前人工智能发展的瓶颈；分析了两次量子革命对推动人类算力跃迁上新台阶的重大意义；阐释了何为量子、量子计算以及量子计算优越性等概念问题，描述了量子算法和量子计算机的物理实现及其研究进展；展望了量子计算、量子芯片等技术在量子人工智能时代的应用前景和实践价值。

李宏芳，博士生导师，中国科学院大学教授，美国波士顿大学访问学者。主持（过）国家社科基金项目，教育部人文社科基金项目等项目，在《哲学研究》等核心期刊发表学术论文30余篇，被人大复印资料、《中国社会科学文摘》转载数篇，出版学术专著译著多部，荣获省部级和校级奖项多项。目前兼任中国自然辩证法科学方法论专业委员会常务理事，中国自然辩证法物理学哲学专业委员会委员，《自然辩证法通迅》英文编辑等职务。主要研究量子力学哲学、量子信息和量子计算哲学。曾就职于武汉大学哲学学院，任科学技术哲学教研室主任，现就职于中国科学院大学，承担科学技术哲学、科学认识论和科学方法论、自然辩证法等多门课程的讲授。

总序 

导言 

第一章  计算与人类社会的发展
 

一、计算力的社会发展
 

二、可计算性和算法
 

三、计算是物理的
 

四、一个物理系统作为计算机的必要条件
 

五、摩尔定律：传统计算机的发展瓶颈 

第二章  神奇的量子世界
 

一、量子是什么？
 

二、量子力学的建立及其基本假设
 

三、量子力学观念之争
 

四、量子纠缠与“薛定谔猫佯谬” 

第三章  用量子进行计算   

一、何为量子计算？
 

二、量子计算的由来
 

三、费曼与量子计算
 

四、平行宇宙、多伊奇与量子计算
 

五、宇宙是一台量子计算机吗？
 

六、量子算力跃迁的源泉：可控的量子叠加和纠缠
 

七、量子计算限制：量子退相干 

第四章  量子计算优越性
 

一、理解量子计算优越性的三个维度
 

二、谷歌的“悬铃木”：全球首个量子计算优越性
 

三、中国“九章”问世：量子计算优越性新的里程碑 

第五章  各怀绝技的量子算法
 

一、Deutsch-Jozsa算法小试牛刀
 

二、Shor算法：破解银行密码
 

三、Grover算法：大海捞针
 

四、量子算法在不断拓展 

第六章  量子计算机的物理实现
 

一、量子计算机实现的物理条件
 

二、量子计算机的物理实现进展
 

三、量子计算云平台
 

四、量子计算机实现的未来展望 

第七章  人工智能量子芯：人工智能的新时代
 

一、人工智能的发展及瓶颈
 

二、量子人工智能：人工智能携手量子计算
 

三、量子人工智能的应用场景
 

四、量子人工智能与智能社会发展 

结语  畅想量子计算新时代 

附录 

参考文献

当代量子科技由于能够被广泛应用于医疗、金融、交通、物流、制药、化工、汽车、航空、气象、食品加工等多个领域，已经成为各国在科技竞争和国家安全、军事、经济等方面处于优势地位的战略制高点。

量子科技的历史大致可划分为探索期（1900-1922），突破期（1923-1928）。适应、发展与应用期（1929-1963），概念澄清、发展与应用期（1964-1982），以及量子技术开发期（1983-现在）等几个阶段。当前，量子科技正在进入全面崛起时代。我们今天习以为常的许多技术产品，比如激光器、核能、互联网、卫星定位导航、核磁共振、半导体、笔记本电脑、智能手机等，都与量子科技相关，量子理论还推动了宇宙学、数学、化学、生物、遗传学、计算机、信息学、密码学、人工智能等学科的发展，量子科技已经成为人类文明发展的新基石。

“量子”概念最早由德国物理学家普朗克提出，现在已经衍生出三种不同却又相关的含义。最初的含义是指分立和不连续，比如，能量子概念指原子辐射的能量是不连续的；第二层含义泛指基本粒子，但不是具体的某个基本粒子；第三层含义是作为形 容词或前缀使用，泛指量 子力学的基本原理被应用 于不同领域时所导致的学 科发展，比如量子化学、 量子光学、量子生物学、量子密码学、量子信息学等。量子理论的发展不仅 为我们提供了理解原子和 亚原子世界的概念框架， 带来了前所未有的技术应 用和经济发展，而且还扩 展到思想与文化领域，导致了对人类的世界观和宇宙观的根本修正，甚至对 全球政治秩序产生着深刻 的影响。

但是，量子理论揭示的规律与我们的常识相差甚远，各种误解也借助网络 的力量充斥各方，甚至出 现了乱用“量子”概念而行骗 的情况。为了使没有物理 学基础的读者能够更好地 理解量子理论的基本原理和更系统地了解量子技术的发展概况，突破大众对 量子科技“知其然而不知其 所以然”的尴尬局面，上海 科学技术文献出版社策划 和组织出版了本套丛书。 丛书起源于我和张树总编 辑在一次学术会议上的邂 逅。经过张总历时两年的 精心安排以及各位专家学 者的认真撰写，丛书终于 以今天这样的形式与读者 见面。本套丛书共由六部 著作组成，其中，三部侧 重于深化大众对量子理论 基本原理的理解，三部侧 重于普及量子技术的基础 理论和技术发展概况。

《量子佯谬：没有人看时月亮还在吗》一书通过集中讲解“量子鸽笼”现象、 惠勒延迟选择实验、量子 擦除实验、“薛定谔猫”的思 想实验、维格纳的朋友、 量子杯球魔术等，引导读 者深入理解量子力学的基本原理；通过介绍量子强测量和弱测量来阐述客观 世界与观察者效应，回答 月亮在无人看时是否存在 的问题；通过描述哈代佯 谬的思想实验、量子柴郡 猫、量子芝诺佯谬来揭示量子测量和量子纠缠的内在本性。 

《通幽洞微：量子论创立者的智慧乐章》一书立足科学史和科学哲学视域 ，追溯和阐述量子论的首 创大师普朗克、量子论的 拓展者和尖锐的批评者爱 因斯坦、量子论的坚定守 护者玻尔、矩阵力学的奠基者海森堡、波动力学的创建者薛定谔、确定性世 界的终结者玻恩、量子本 体论解释的倡导者玻姆， 以及量子场论的开拓者狄 拉克在构筑量子理论大厦 的过程中所做出的重要科学贡献和所走过的心路历程，剖析他们在新旧观念 的冲击下就量子力学基本 问题展开的争论，并由此 透视物理、数学与哲学之 间的相互促进关系。

《万物一弦：漫漫统一路》系统地概述了至今无法得到实验证实，但却令 物理学家情有独钟并依旧 深耕辍的弦论产生与发展 过程、基本理论。内容涵 盖对量子场论发展史的简 要追溯，对引力之谜的系统揭示，对标准模型的建立、两次弦论革命、弦的 运动规则、多维空间维度 、对偶性、黑洞信息悖论 、佩奇曲线等前沿内容的 通俗阐述等。弦论诞生于 20世纪60年代，不仅解决了黑洞物理、宇宙学等领域的部分问题，启发了物 理学家的思维，还促进了 数学在某些方面的研究和 发展，是目前被物理学家 公认为有可能统一万物的 理论。

《极寒之地：探索肉眼可见的宏观量子效应》一书通过对爱因斯坦与玻尔 之争、贝尔不等式的实验 检验、实数量子力学和复 数量子力学之争、量子达 尔文主义等问题的阐述， 揭示了物理学家在量子物理世界如何过渡到宏观经典世界这个重要问题上展 开的争论与探索；通过对 玻色一爱因斯坦凝聚态、 超流、超导等现象的描述 ，阐明了在极度寒冷的环 境下所呈现出的宏观量子效应，确立了微观与宏观并非泾渭分明的观点；展 望了由量子效应发展起来 的量子科技将会突破传统 科技发展的瓶颈和赋能未 来的发展前景。