量子情報理論 第3版

量子情報理論 第3版

著者名 佐川 弘幸
吉田 宣章
発行元 丸善出版
発行年月日 2019年10月
判型 A5 210×148
ページ数 320ページ
ISBN 978-4-621-30416-7
Cコード 3042
NDCコード 421
ジャンル 物理学
物理学 >  量子力学

内容紹介

2003年の初版以来、好評を博した教科書の第3版。本書では、量子力学の基本的な考え方から、量子ゲート、量子計算、量子暗号など、量子情報理論の仕組みやアルゴリズムを解説した。理解を深めるために例題を交え、説明に具体性を持たせたほか、章末には演習問題を設け、本書一冊だけで学習できるような内容を目指した。

近年の量子コンピュータの分野の新しい展開を踏まえて、第3版では量子アニーリング方式の基礎的な考え方を第10章として追加するとともに、演習問題も増量し、さらなる内容の充実を図った。量子情報理論の基礎から量子コンピュータの最新のテーマまで学べる一冊。

目次

第1 章 量子力学の基礎
1.1 状態ベクトル
1.2 状態ベクトルの時間変化
1.3 交換関係と不確定性関係
1.4 スピン1/2 の量子状態
1.5 量子ビット
1.6 角運動量,スピンと回転
1.7 演習問題

第2 章 EPR 対と観測問題
2.1 EPR 対
2.2 量子状態の伝達
2.3 アインシュタインの量子力学の局所原理
2.4 相関した2 粒子の測定と隠れた変数理論
2.5 光子対によるEPR 実験
2.6 4 光子GHZ 状態
2.7 演習問題

第3 章 古典的コンピュータ
3.1 論理回路
3.2 順序回路とメモリ
3.3 ノイマン型コンピュータ
3.4 チューリング機械
3.5 計算可能性と計算の複雑さ
3.6 演習問題

第4 章 量子ゲート
4.1 基本的量子ゲート
4.2 制御演算ゲート
4.3 量子チューリング機械
4.4 量子フーリエ変換(3 ビットの場合)
4.5 演習問題

第5 章 情報・通信の理論
5.1 エントロピー
5.2 通信における情報量
5.3 演習問題

第6 章 量子計算
6.1 量子ビットと量子レジスタ
6.2 ドイチュ–ジョザ(Deutsch–Josza)のアルゴリズム
6.3 ショアの因数分解のアルゴリズム
6.4 n ビットの量子フーリエ変換
6.5 量子位相計算と位数(order)検索アルゴリズム
6.6 合同式指数計算
6.7 演習問題

第7 章 量子暗号
7.1 秘密鍵暗号
7.2 「ワンタイム・パッド」暗号
7.3 公開鍵暗号
7.4 量子鍵分配
7.5 演習問題

第8 章 量子検索アルゴリズム
8.1 オラクル関数
8.2 量子オラクル
8.3 演習問題

第9 章 量子コンピュータの設計
9.1 核磁気共鳴コンピュータ
9.2 イオントラップコンピュータ
9.3 量子ドットコンピュータ
9.4 光子コンピュータ
9.5 演習問題

第10章 量子アニーリング
10.1 量子アニーリングとは
10.2 量子アニーリングの定式化
10.3 量子検索問題
10.4 イジングモデル
10.5 量子アニーリングコンピュータの仕組み
10.6 演習問題

付 録
A 整数論の基礎知識
B 連分数展開

演習問題 解答

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