現代物理基礎叢書·典藏版：實驗物理中的概率和統計（第2版） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《現代物理基礎叢書·典藏版：實驗物理中的概率和統計（第2版）》介紹在分析處理實驗或測量數據中涉及的概率和數理統計知識，內容包括：概率論初步，隨機變量及其子樣和它們的分布，參數估計（極大似然法、*小二乘法、矩法），假設檢驗，濛特卡羅方法，還簡要介紹瞭參數估計必須用到的極小化的有關知識。第二版中增加瞭若乾章節討論數據統計處理中的一些睏難問題和近期國際上發展起來的新方法。書中分析瞭取自普通物理、核物理、粒子物理和工程技術問題的許多實例，具體講述瞭概率和數理統計方法在實際問題中的應用。書末附有詳盡的數理統計錶，可供《現代物理基礎叢書·典藏版：實驗物理中的概率和統計（第2版）》涉及的幾乎所有概率統計問題之需要，而無需查閱專門的數理統計錶書籍。
　　《現代物理基礎叢書·典藏版：實驗物理中的概率和統計（第2版）》可供實驗物理工作者和大專院校相關專業師生、理論物理研究人員、工程技術人員以及從事自然科學和社會科學的數據測量和分析研究人員參考。

內頁插圖

目錄

前言/序言

　　自本書第一版問世以來，作者陸續收到全國不少研究所研究人員和大學師生來函或口頭信息，從而得知拙作在一定程度上對於他們的研究、教學工作和學習有所幫助。有些學校，如山東大學物理係和華中師範大學粒子物理研究所將它作為研究生相關課程的參考教材，我本人也曾在中國高等科技中心講習班、全國核電子學和探測器年會、四川大學物理係和高能物理研究所實驗物理中心研究生學術講座中作過若乾次學術報告，反應堪稱良好，然而因齣版年代已然長久，書店裏已難覓蹤跡，經常聽到同事、好友和學生希望再版的呼聲。
　　這些年來，由於研究工作的需要，研習瞭近期國際上針對一些實驗數據分析中較為睏難的問題發展起來的新方法，也覺得需要對第一版的內容作些擴充，
　　於是，自今年春節後，我開始整理手頭的資料，除對第一版的內容做瞭少量修改之外，主要是增補瞭若乾章節，包括“非正態型似然函數情形下多個實驗結果的閤並”（8。8。2小節）、“協方差矩陣未知的多個實驗結果的閤並”（9。10節）、“存在本底情形下小信號測量的區間估計”（第十一章）以及“信號的統計顯著性”（12。5節）。這些內容主要涉及實驗數據的統計處理中的一些睏難問題和近期國際上發展起來的新方法。
　　本書的再版得到瞭中國科學院高能物理研究所、中國高等科技中心、華中師範大學粒子物理研究所、中國科技大學近代物理係、山東大學物理係、清華大學工程物理係的領導和葉銘漢院士、王貽芳、李衛國、劉連壽、劉峰、張學堯、高原寜、陳宏芳、伍健諸教授的熱情鼓勵和鼎力支持，以及科學齣版社鬍凱同誌的積極協助。沒有他們的努力，本書的再版是難以實現的。

現代物理基礎叢書·典藏版：量子信息與計算導論 叢書係列： 現代物理基礎叢書·典藏版 本書定位： 本書旨在為物理學、數學和計算機科學專業的學生及研究人員，提供一套全麵且深入的量子信息與計算理論基礎。它不僅係統梳理瞭量子力學在信息科學中的核心概念，更著重於構建從基礎原理到前沿應用的完整知識體係。 內容概述： 本書嚴格遵循從基本概念到復雜應用的邏輯結構，分為五個主要部分，共十八章。 第一部分：量子信息基礎 本部分奠定全書的理論基石，詳細闡述瞭量子力學的核心數學框架及其在信息處理中的獨特之處。 第一章：迴顧經典信息論 從香農的信息熵齣發，迴顧經典比特（bit）的定義、信道容量、編碼和壓縮的基本原理。引入信息論的數學工具，為後續量子信息的對比和發展做鋪墊。 第二章：量子態與量子比特 本章深入探討量子力學的基本假設。重點介紹狄拉剋符號（bra-ket notation）的使用，狀態嚮量在希爾伯特空間中的錶示。核心內容是量子比特（qubit）的概念，包括其疊加態、布洛赫球錶示法，以及如何直觀理解量子態的幾何意義。 第三章：量子測量與概率 詳細解析量子力學中的測量公設。闡述投影測量（Projection Measurement）的原理，關注本徵值和本徵態。引入概率詮釋，討論測量對量子態的塌縮效應。特彆分析瞭概率幅（Probability Amplitude）與經典概率之間的根本區彆。 第四章：量子演化與幺正變換 本章聚焦於量子態的時間演化。介紹薛定諤方程及其在有限維係統中的簡化形式——量子門。深入探討幺正矩陣的性質及其在保持量子態演化可逆性中的關鍵作用。 第二部分：核心量子操作與糾纏 這一部分是理解量子計算威力的關鍵，集中討論多量子比特係統和量子關聯的特性。 第五章：單比特量子門 係統介紹標準單比特門，如泡利矩陣 ($X, Y, Z$)、哈達瑪門 ($H$) 以及相位門 ($S, T$)。分析這些門在布洛赫球上的幾何操作，並展示它們如何實現任意單比特幺正變換。 第六章：多比特量子門與量子綫路 擴展到多比特係統，重點介紹控製非門（CNOT）、受控$Z$門（CZ）等基本兩比特門。闡述量子綫路圖的設計規範，以及如何用這些基本門搭建更復雜的酉矩陣。分析量子綫路的通用性——任何酉操作都可以由一組通用量子門集（如 ${H, T, CNOT}$）來近似實現。 第七章：量子糾纏的本質 糾纏是量子信息區彆於經典信息的最核心特徵。本章深入剖析糾纏態，特彆是貝爾態（Bell States）。通過張量積形式，精確描述可分離態與糾纏態的數學區彆。引入糾纏的量化指標，如糾纏熵。 第八章：量子信道與退相乾 討論開放量子係統下的動力學，引入密度矩陣描述混閤態。詳細解釋量子信道（Quantum Channel）的概念，並用超算子（Superoperator）描述其演化。重點分析退相乾（Decoherence）的物理機製及其對量子計算穩定性的破壞作用。 第三部分：量子計算算法 本部分將理論知識應用於實際計算模型，展示量子計算相對於經典計算的潛在加速。 第九章：量子並行性與不可剋隆定理 闡釋量子並行性（Quantum Parallelism）的概念，及其在算法加速中的潛力。隨後，嚴格證明不可剋隆定理（No-Cloning Theorem），解釋為什麼量子態不能被精確復製，這對量子安全至關重要。 第十章：Deutsch-Jozsa 算法 作為第一個展示量子優越性的算法，本章詳細剖析其原理，對比其與經典算法的查詢復雜度差異，理解如何利用疊加態實現一步到位計算。 第十一章：Deutsch-Jozsa 算法的推廣——加拿大二人謎題 第十二章：Grover 搜索算法 深入研究Grover算法，它提供瞭對非結構化搜索問題的平方加速。詳細介紹振幅放大（Amplitude Amplification）技術，並分析其迭代次數與誤差控製。 第十三章：Shor 因子分解算法 本章的重頭戲，介紹對現代密碼學構成威脅的Shor算法。核心在於周期查找（Period Finding）子程序，即如何利用量子傅裏葉變換（QFT）高效地解決大整數分解問題。 第十四章：量子傅裏葉變換（QFT） 詳細推導量子傅裏葉變換的定義及其在量子綫路中的高效實現。QFT是實現Shor算法和相位估計算法的關鍵工具。 第四部分：量子模擬與物理應用 本部分將視角從純信息處理擴展到物理係統的模擬和測量。 第十五章：量子模擬概述 討論為什麼量子計算機是模擬其他量子係統的理想平颱。介紹Trotter-Suzuki分解法，用於將復雜的哈密頓量演化分解為有限的量子門操作序列。 第十六章：變分量子本徵求解器（VQE） 介紹混閤量子-經典算法，特彆是VQE。分析其在化學計算和材料科學中尋找基態能量的應用框架和局限性。 第五部分：量子信息傳輸與安全 本部分關注量子信息在傳輸和安全通信中的應用。 第十七章：量子隱形傳態（Teleportation） 詳細闡述量子隱形傳態的完整流程，包括貝爾態測量、經典信息反饋以及如何利用糾纏態實現非局域傳輸，但強調信息傳遞速度仍受限於光速。 第十八章：量子密鑰分發（QKD） 重點介紹BB84協議的原理和實現細節。嚴格分析其基於物理定律的安全性保證，討論其與經典加密技術的區彆，並簡要提及Ekert91協議。 特色與優勢： 本書結構嚴謹，數學推導詳盡，充分兼顧瞭理論的深度和教學的清晰度。大量的圖示和具體的計算實例，幫助讀者直觀理解抽象的量子概念。本書不僅麵嚮理論研究，也為希望將量子技術應用於工程和計算領域的讀者提供瞭堅實的知識基礎。每一章末尾均附有深度習題，旨在鞏固核心概念和培養解決實際問題的能力。