Quantum Computation and Quantum Information

10th Anniversary Edition

Author: Michael A. Nielsen,Isaac L. Chuang

Publisher: Cambridge University Press

ISBN: 1139495488

Category: Science

Page: N.A

View: 6125

One of the most cited books in physics of all time, Quantum Computation and Quantum Information remains the best textbook in this exciting field of science. This 10th anniversary edition includes an introduction from the authors setting the work in context. This comprehensive textbook describes such remarkable effects as fast quantum algorithms, quantum teleportation, quantum cryptography and quantum error-correction. Quantum mechanics and computer science are introduced before moving on to describe what a quantum computer is, how it can be used to solve problems faster than 'classical' computers and its real-world implementation. It concludes with an in-depth treatment of quantum information. Containing a wealth of figures and exercises, this well-known textbook is ideal for courses on the subject, and will interest beginning graduate students and researchers in physics, computer science, mathematics, and electrical engineering.

Quantum Computing verstehen

Grundlagen - Anwendungen - Perspektiven

Author: Matthias Homeister

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3834822787

Category: Computers

Page: 305

View: 6355

Quantenrechner versprechen ungeahnte Rechenleistung. Quantenverschlüsselungs-Systeme sind sicherer als alle Alternativen. Theoretische Informatiker überdenken die Grundlagen des Rechnens neu - die Forschungen zum Quantencomputer haben die Informatik verändert. Dieses Buch führt anschaulich und von Beginn an auf Beispiele gestützt in die Grundlagen des Quantum Computing ein. Alle wesentlichen Ergebnisse werden detailliert und intuitiv dargestellt. Der Leser erfährt, was er von dieser Technologie erwarten kann und wo ihre Grenzen liegen. Das Besondere an dieser Einführung ist, dass keine speziellen Kenntnisse vorausgesetzt werden. Alle wichtigen Begriffe werden umfassend eingeführt, ein mathematischer Anhang stellt benötigte Grundlagen kurz dar.

Quantum Computation and Quantum Information

Author: Michael A. Nielsen,Isaac L. Chuang

Publisher: Cambridge University Press

ISBN: 9780521635035

Category: Science

Page: 700

View: 312

In this first comprehensive introduction to the main ideas and techniques of quantum computation and information, Michael Nielsen and Isaac Chuang ask the question: What are the ultimate physical limits to computation and communication? They detail such remarkable effects as fast quantum algorithms, quantum teleportation, quantum cryptography and quantum error correction. A wealth of accompanying figures and exercises illustrate and develop the material in more depth. They describe what a quantum computer is, how it can be used to solve problems faster than familiar "classical" computers, and the real-world implementation of quantum computers. Their book concludes with an explanation of how quantum states can be used to perform remarkable feats of communication, and of how it is possible to protect quantum states against the effects of noise.

Mathematik der Quanteninformatik

Eine Einführung

Author: Wolfgang Scherer

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662490803

Category: Science

Page: 351

View: 3793

Dieses Buch stellt die elementaren mathematischen Aspekte in der Quanteninformatik im strikten Formalismus der Mathematik dar. Dem Leser wird zunächst das erforderliche mathematische Grundwissen bereit gestellt. Mit diesem Instrumentarium werden dann die Grundsätzen der Quantenmechanik formuliert und die für die Quanteninformatik relevanten Aspekte erläutert. Eine Vielzahl von Aufgaben, deren Lösungen im Anhang dargeboten werden, gibt dem Leser Gelegenheit sein Verständnis zu überprüfen und zu vertiefen.

Die Grundlagen der Quantenmechanik

Author: Günther Ludwig

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 366211920X

Category: Mathematics

Page: 460

View: 5744

Mehrere Gründe bewogen mich, den Plan zu einem Buch über Quantenmechanik zu entwerfen, obwohl es in der Literatur schon manche Darstellung dieses Gebietes gibt. Einmal traf man bei den Lernenden immer wieder auf die Auf fassung, daß die Quantentheorie nur ein Provisorium der theoretischen Physik sei, aber zumindest noch einer genaueren Begründung bedürfe, da sowohl der mathematische Formalismus nicht exakt fundiert sei als auch die physikalische Interpretion sehr "nach Gefühl" in jedem Einzelfall durchgeführt würde. Nachdem das Buch von J. v. NEu MANN, Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik, vergriffen war, konnte man kaum ein entsprechendes Werk empfehlen, das im physikalischen Zusammenhang die mathematischen Grundlagen klar legt. In dem vorliegenden Buche ist die eigentiiche Quantenmechamk (also ohne Feldtheorie) in der Weise dargestellt, daß man sie als em mathematisch wohlbegründetes und in sich genauso widerspruchs freies und abgeschlossenes System erkennt, wie die klassische Punkt mechanik. So wie die Kräfte, d. h. so wie die HAMILTON-Funktwn, in der klassischen Mechanik gegeben sein müssen, so m der Quanten mechanik der HAMILTON-Üperator. Die Herleitung eines Ansatzes für den HAMILTON-Operator eines Problems aus anderen Gebieten der Physik wird deshalb hier nicht näher begründet. Neben dem Wunsch, die Quantenmechamk als ein in sich geschlos senes Gebiet darzustellen, bestand ein zweiter Grund für die Abfassung des Buches in der inneren Harmonie zwischen mathematischer und physikalischer Struktur. Je größer die abstrakte Schönheit einer Theo rie, desto größer auch ihr Wahrheitsgehalt. Die innere Harmonie m der Struktur der Materie zu erkennen, d. h.

Der Pauli-Jung-Dialog und seine Bedeutung für die moderne Wissenschaft

Author: Harald Atmanspacher,Hans Primas,Eva Wertenschlag-Birkhäuser

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642793231

Category: Science

Page: 356

View: 3993

Der vorliegende Band enthält eine Sammlung von Beiträgen zum Problem der Wechselwirkung zwischen Geist und Materie, einem der zentralen Probleme europäischer Geistesgeschichte. Die Blickwinkel, die dabei eingenommen werden, sind vorrangig die der Physik und der Psychologie. Die Wechselwirkung dieser Gebiete wird so deutlich wie nie zuvor im Dialog zwischen zwei Forscherpersön lichkeiten dieses Jahrhunderts sichtbar: dem Physiker Wolfgang Pauli (1900- 1958) und dem Psychologen Carl Gustav Jung (1875-1961). In zahlreichen Brie fen und Manuskripten Paulis, die erst in den letzten Jahren allgemein zugänglich wurden, finden sich bemerkenswerte und wichtige Beiträge zu diesem Dialog, die das Verständnis des Zusammenhanges von Geist und Materie in einem neuen Licht erscheinen lassen. Um den durch Pauli und Jung begonnenen Dialog fortzusetzen und weiter fruchtbar zu machen, ist das interdisziplinäre Gespräch zwischen Physikern und Psychologen nötig. Diesem Zweck diente eine von der Eidgenössischen Techni sehen Hochschule Zürich (der Hochschule, an der Pauli tätig war) und dem C.G.Jung-Institut Zürich (das Jung gegründet hat) gemeinsam veranstaltete Tagung im Centro Stefano Franscini (Monte Verita, Ascona) vom 13. bis 18. Juni 1993. Sie stand unter dem Thema Das Irrationale in den Naturwissenschaften: Wolf gang Paulis Begegnung mit dem Geist der Materie und wurde von Pier Luigi Luisi initiiert und organisiert. Als Berater fungierten Paul Brutsehe, Hans Primas und Eva Wertenschlag-Birkhäuser. Berichte und Kommentare zu dieser Tagung wurden in Heft 4/1993 der Zeitschrift Gaia veröffentlicht.

High-Level Structures for Quantum Computing

Author: Jaroslaw Miszczak

Publisher: Morgan & Claypool Publishers

ISBN: 1608458520

Category: Science

Page: 129

View: 684

This book is concerned with the models of quantum computation. Information processing based on the rules of quantum mechanics provides us with new opportunities for developing more efficient algorithms and protocols. However, to harness the power offered by quantum information processing it is essential to control the behavior of quantum mechanical objects in a precise manner. As this seems to be conceptually difficult at the level of quantum states and unitary gates, high-level quantum programming languages have been proposed for this purpose. The aim of this book is to provide an introduction to abstract models of computation used in quantum information theory. Starting from the abstract models of Turing machine and finite automata, we introduce the models of Boolean circuits and Random Access Machine and use them to present quantum programming techniques and quantum programming languages. Table of Contents: Introduction / Turing machines / Quantum Finite State Automata / Computational Circuits / Random Access Machines / Quantum Programming Environment / Quantum Programming Languages / Imperative quantum programming / Functional Quantum Programming / Outlook

Adiabatic Quantum Computation and Quantum Annealing

Theory and Practice

Author: Catherine C. McGeoch

Publisher: Morgan & Claypool Publishers

ISBN: 1627053360

Category: Science

Page: 93

View: 5340

Adiabatic quantum computation (AQC) is an alternative to the better-known gate model of quantum computation. The two models are polynomially equivalent, but otherwise quite dissimilar: one property that distinguishes AQC from the gate model is its analog nature. Quantum annealing (QA) describes a type of heuristic search algorithm that can be implemented to run in the ``native instruction set'' of an AQC platform. D-Wave Systems Inc. manufactures {quantum annealing processor chips} that exploit quantum properties to realize QA computations in hardware. The chips form the centerpiece of a novel computing platform designed to solve NP-hard optimization problems. Starting with a 16-qubit prototype announced in 2007, the company has launched and sold increasingly larger models: the 128-qubit D-Wave One system was announced in 2010 and the 512-qubit D-Wave Two system arrived on the scene in 2013. A 1,000-qubit model is expected to be available in 2014. This monograph presents an introductory overview of this unusual and rapidly developing approach to computation. We start with a survey of basic principles of quantum computation and what is known about the AQC model and the QA algorithm paradigm. Next we review the D-Wave technology stack and discuss some challenges to building and using quantum computing systems at a commercial scale. The last chapter reviews some experimental efforts to understand the properties and capabilities of these unusual platforms. The discussion throughout is aimed at an audience of computer scientists with little background in quantum computation or in physics.

Quantum Information and Computation for Chemistry

Author: Sabre Kais

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 1118742605

Category: Science

Page: 682

View: 3679

Examines the intersection of quantum information and chemicalphysics The Advances in Chemical Physics series is dedicated toreviewing new and emerging topics as well as the latestdevelopments in traditional areas of study in the field of chemicalphysics. Each volume features detailed comprehensive analysescoupled with individual points of view that integrate the manydisciplines of science that are needed for a full understanding ofchemical physics. This volume of the series explores the latest research findings,applications, and new research paths from the quantum informationscience community. It examines topics in quantum computation andquantum information that are related to or intersect with keytopics in chemical physics. The reviews address both what chemistrycan contribute to quantum information and what quantum informationcan contribute to the study of chemical systems, surveying boththeoretical and experimental quantum information research withinthe field of chemical physics. With contributions from an international team of leadingexperts, Volume 154 offers seventeen detailed reviews,including: Introduction to quantum information and computation forchemistry Quantum computing approach to non-relativistic and relativisticmolecular energy calculations Quantum algorithms for continuous problems and theirapplications Photonic toolbox for quantum simulation Vibrational energy and information transfer through molecularchains Tensor networks for entanglement evolution Reviews published in Advances in Chemical Physics aretypically longer than those published in journals, providing thespace needed for readers to fully grasp the topic: the fundamentalsas well as the latest discoveries, applications, and emergingavenues of research. Extensive cross-referencing enables readers toexplore the primary research studies underlying each topic.

Statistische Mechanik

Author: Franz Schwabl

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540310975

Category: Science

Page: 591

View: 2805

"Das Buch eignet sich ausgezeichnet als Grundlage oder Ergänzungslektüre für eine theoretische Vorlesung ab dem 5. Semester. Es deckt praktisch alle ... üblichen Inhalte ab, geht aber teilweise auch wesentlich darüber hinaus ... Zusammenfassend kann dieses Buch sowohl als Begleittext zu einer Vorlesung wie auch als Nachschlagewerk wärmstens empfohlen werden." (Physikalische Blätter) "... Die Fülle des behandelten Stoffes ist beeindruckend ... kann Studenten der ... Chemie, ... Physik und verwandter Disziplinen nachdrücklich empfohlen werden. Aber auch als Lehr- und Nachschlagewerk ist es geeignet." (Zeitschrift für Physikalische Chemie)

Der Turing Omnibus

Eine Reise durch die Informatik mit 66 Stationen

Author: A.K. Dewdney

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642788726

Category: Computers

Page: 496

View: 7325

Der Turing Omnibus macht in 66 exzellent geschriebenen Beiträgen Station bei den interessantesten Themen aus der Informatik, der Computertechnologie und ihren Anwendungen.

Optische Eigenschaften von Festkörpern

Author: Mark Fox

Publisher: Oldenbourg Wissenschaftsverlag

ISBN: 9783486712407

Category: Science

Page: 523

View: 4293

Dieses exzellente Werk fuhrt aus, in welcher Hinsicht optische Eigenschaften von Festkorpern anders sind als die von Atomen. [...] Die Ausgewogenheit von physikalischen Erklarungen und mathematischer Beschreibung ist sehr gut. DEr Text ist erganzt durch kritische Anmerkungen in den Marginalien und selbsterklarender Abbildungen. BArry R. MAsters, OPN Optics & Photonics News 2011 Fox ist es gelungen, eine gute, kompakte und anspruchsvolle Darstellung der optischen Eigenschaften von Festkorpern vorzulegen. AMerican Journal of Physics

Mechanik

Von den Newtonschen Gesetzen zum deterministischen Chaos

Author: Florian Scheck

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662085933

Category: Science

Page: 431

View: 1973

Die vierte Auflage der Mechanik wurde in einigen Abschnitten ergänzt (z.B. zur Hamiltonschen Prinzipialfunktion und zum Aufstehkreisel) und auf Fehler durchgesehen, zudem wurden die Aufgaben überarbeitet, wobei nun alle vollständigen Lösungen mit aufgenommen wurden. Das wird all jenen zugute kommen, die diese umfassende Einführung in die Mechanik vorlesungsbegleitend oder zum Selbststudium verwenden wollen. Am Grundaufbau des Buches wurde nichts geändert: von elementarer Newtonscher Mechanik bis zur Diskussion von deterministischem Chaos und kontinuierlichen Systemen. Ein mathematischer Anhang und ein Wegweiser durch die Literatur runden das Buch ab.

Spontane Evolution

Wege zum neuen Menschen

Author: Bruce H. Lipton,Steve Bhaerman

Publisher: N.A

ISBN: 9783867281034

Category: USA - Verhalten - Kulturelle Evolution

Page: 508

View: 4161

Verhaltensforschung

Eine Einführung

Author: A. Manning

Publisher: Springer

ISBN: 9783540096436

Category: Science

Page: 322

View: 1457

Quantenrealität

Jenseits der Neuen Physik

Author: HERBERT

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 303486681X

Category: Juvenile Nonfiction

Page: 342

View: 9754

Untersuchungen über die radioaktiven Substanzen

Author: Marie Curie

Publisher: BoD – Books on Demand

ISBN: 3845722223

Category: Science

Page: 144

View: 5029

Marie Sklodowska Curie, Trägerin des Nobelpreises für Physik und für Chemie, untersuchte die von Henri Becquerel beobachtete Strahlung von Uranverbindungen. Gemeinsam mit ihrem Mann Pierre entdeckte sie das Radium und das Polonium und prägte den Begriff „radioaktiv“. Ihre Forschungsergebnisse fasste sie in ihrer hier vorliegenden Dissertation zusammen, die innerhalb eines Jahres in fünf Sprachen übersetzt wurde. Sorgfältig bearbeiteter Nachdruck der deutschsprachigen Ausgabe aus dem Jahr 1904.