量子大趨勢

量子力學的發展歷史波瀾壯闊。當前，量子科技處於加速度的關鍵時刻，量子技術在國家和全球範圍內取得的進展超出了預期。可以預見，基於量子技術的量子競爭，將會改變人類現有的生產和生活方式，甚至影響世界格局。
 
本書概述了“第二次量子科技革命”的重要性，簡單介紹了量子電腦、量子通信與量子感測器的出現，進而形成量子物聯網的未來產業，以及現代公民應該具備哪些基本量子素養以面對時代的嶄新變局。並且，作者敏銳地注意到，量子科技時代的應用研究與教育的新特色。
 
在這本書中，作者就如何將量子科技教育納入現代教育，如何將其從中學延續到大學，提出了方案，並以實驗作為支持。通過本書，讀者將對未來量子科技產業及其對人類社會的影響有所瞭解，並能夠將晦澀、深奧的量子知識轉化成生活常識。

第一章
量子霸權已經降臨
第一節  知識應用推動的歷次科技革命 · 003
第二節  “第二次量子科技革命”出現的背景與特色 · 009
第三節  後矽谷時代的全球量子科技競賽 · 013
第四節  量子電腦的分類與產業近況 · 018
小  結 · 020
 
第二章
從量子論到量子力學
第一節  思想起源及時代背景 · 031
第二節  原子模型的演化過程 · 042
第三節  量子力學的崛起 · 046
 
第三章
高維度的數學空間
第一節  量子態與複數空間 · 063
第二節  向量空間與希爾伯特空間 · 067
小  結 · 072
 
第四章
可逆量子運算
第一節  可逆與不可逆過程 · 077
第二節  “麥克斯韋妖”與熵的關係 · 083
第三節  資訊熵的意義與影響 · 086
第四節  可逆的量子電腦 · 092
小  結 · 095
 
第五章
量子比特與量子電腦
第一節  量子的特性 · 101
第二節  量子圖靈機 · 105
第三節  量子比特 · 110
第四節  量子邏輯門與預言機 · 118
第五節  低溫電子學 · 124
第七節  量子電腦的種類 · 132
第八節  量子糾錯與容錯 · 135
小  結 · 137
 
第六章
量子演算法
第一節  什麼是演算法 · 143
第二節  量子演算法 · 146
第三節  如何開始量子計算 · 164
小  結 · 169
 
第七章
量子計算應用
第一節  量子計算現況 · 175
第二節  量子計算應用領域 · 181
小  結 · 199
 
第八章
量子計量學與量子感測器
第一節  特殊的生物量子傳感 · 205
第二節  計量與傳感 · 206
小  結 ·  219
 
第九章
量子通信與量子互聯網
第一節  加密傳輸的重要性 ·  225
第二節  量子加密 ·  231
第三節  量子通信 ·  236
第四節  量子互聯網 ·  244
小  結 ·  248
 
第十章
量子教育與世界未來
第一節  量子常識與知識 ·  253
第二節  量子遊戲與量子科幻 ·  255
第三節  量子教育 ·  263
第四節  後矽谷時代的量子新世界 ·  267
小  結 ·  271
 
附錄一  全球主要國家或地區量子科技發展現狀  ·  277
附錄二  全球主要公司的量子科技發展現狀

張慶瑞，曾任臺灣大學代理校長，目前任中原大學物理學系講座教授，主要研究量子計算及其應用、自旋電子學、拓撲絕緣體與二維電子系統的自旋傳輸、磁性體的動態翻轉機制等。他長期從事物理學的教學與研究，尤其注重物理學的工業應用，是國際電氣和電子工程師協會會士（IEEE Fellow）、美國物理學會會士（APS Fellow），目前擔任中原大學-富士通計算中心主任。他在磁學、電子學、量子資訊等領域多有建樹，其在工業領域的貢獻獲得了業界的高度讚賞，頗具權威性。