量子信息论是信息科学和量子理论的交叉学科，它将量子力学应用于信息科学技术，为信息科学的发展提供了崭新的原理、方法和途径。在量子信息处理过程中，信息的载体是量子态，从而可通过直接调控微观体系的量子态来完成逻辑运算。量子信息论诞生以来已经取得举世瞩目的成果，并显示出了十分广阔的应用前景。

本书以通俗易懂的语言和直观的图解介绍了量子信息论的基本思想，并提供了很多例题来帮助读者理解量子信息论中的基本概念和基本原理。该书覆盖量子信息论全方位的基础知识，章节结构合理，理论描述简练直观，计算简捷易懂，适合于做研究生的入门教材或专业人员和业余爱好者的参考书。

近20年来量子力学的新进展为信息科学的发展注入了新的活力，量子力学的奇妙特性为信息科学提供了崭新的原理和方法，提供了突破经典信息科学极限的途径。有科学家预言，21世纪，人类将从经典信息时代跨越到量子信息时代。

本书首先介绍了量子力学的新进展以及量子力学的奇妙特性。在此基础上，介绍了量子信息科学是怎样通过直接调控微观粒子的量子态来展现吉希腊神话中的一种“魔法”——隐形传态(Teleportation)，展现量子计算机惊人的计算速度和搜索功能以及完成这些功能的基本原理。无论是志向于研究信息科学和物理科学的年轻学者，研究生，还是对科学具有好奇心的大学生，都能在本书中得到一种启迪，感受到量子世界令人陶醉的魅力，享受量子力学的奇妙特性所带来的快乐。

本书可作为硕士、博士研究生的教材，也可供高校教师、研究人员以及对量子信息感兴趣的人们学习、参考。

第1章 量子力学基础

 1.1 态矢量

 1.2 态矢量的时间演化

 1.3 对易关系和不确定性关系

 1.4 自旋体系的量子态

 1.5 量子比特

 1.6 角动量、自旋与旋转

 习 题

第2章 EPR对和观测问题

 2.1 EPR对

 2.2 量子态的传送

 2.3 Einstein的量子力学局域性原理

 2.4 二粒子关联系的观测与隐变量理论

2.4.1 CHSH不等式

2.4.2 经典关联和量子关联：核分裂问题

 2.5 基于光子对的EPR实验

 习题

第3章 经典计算机

 3.1 逻辑电路

 3.2 时序电路和存储器

 3.3 Netlmann型计算机

 3.4 图灵机

 3.5 可计算性和计算的复杂性

3.5.1 四则运算

3.5.2 素数分解和素数的判定问题

3.5.3 组合问题

3.5.4 计算的复杂性和计算量

 习 题

第4章 量子逻辑门

 4.1 基本量子门

 4.2 受控量子门

 4.3 量子图灵机

 4.4 量子Fourier变换(3比特情况)

 习 题

第5章 信息、通信理论

 5.1 熵

5.1.1 信息量的定义

5.1.2 熵

5.1.3 信息的编码

5.1.4 Von NeuImann熵

 5.2 通信中的信息量

 习 题

第6章 量子计算

 6.1 量子比特和量子寄存器

 6.2 Deutsch-Josza算法

 6.3 Shor的素数分解算法

 6.4 月比特量子Fourier变换

 6.5 量子相位的计算和阶算法

 6.6 同余式指数计算

 习 题

第7章 量子密码

 7.1 密钥密码

 7.2 单时拍密码

 7.3 公开钥密码

 7.4 量子密钥分发

7.4.1 不可克隆定理

7 4 2 RR84协i义

7.4.3 B9Z协议

7.4.4 E91协议

 习题

第8章 量子搜索算法

 8.1 ()racle函数

 8.2 量子()racle

 习 题

第9章 量子计算机的设计

 9.1 核磁共振计算机

9.1.1 核磁共振计算机的原理

9.1.2 核磁共振与自旋进动

9.1.3 统计处理

9.1.4 计算例子——素数分解量子计算实验

 9.2 捕获离子计算机

9.2.1 基本原理

9.2.2 捕获离子

9.2.3 算 法

9.2.4 初始态的制备

9.2.5 计算结果的读出

9.2.6 量子门举例

 9.3 量子点计算机

9.3.1 基本原理

 9.4 光子计算机

 习 题

第10章 整数论简介

 10.1 整数论基础

10.1.1 同余式

10.1.2 Euler定理(Fermat小定理)

10.1.3 欧氏相除法

10.1.4 DioDhantus方程(不定方程)

10.1.5 中国式剩余定理

 10.2 连分数展开

习题参考解答

参考文献

索 引

附 表

 附表1 希腊字母及其读法

 附表2 基本物理常数

 附表3 SI词头