量子技術：驅動計算、人工智慧、通訊、測量的未來革命 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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Kevin Chen(陳根)

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量子技術
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顛覆性技術

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具體描述

2022 年諾貝爾物理學獎 - 量子技術

　　
　　量子計算：實現計算能力的指數級增長。
　　量子人工智慧：量子演算法為人工智慧帶來瞭新的發展可能。
　　量子通訊：量子通訊可以做到安全不被破譯和竊聽。
　　量子測量：利用量子特性獲得比傳統測量係統更高校能的測量技術。

　　科學界一直在探索一種新的「超級」技術，這就是量子計算技術。不論是中國還是美國，不論是 Google、IBM 還是中國的阿裏或者中國科學院等機構，在量子計算這一跨時代的新技術領域都投入瞭大量的資源。

　　寫這本書的初衷，就是為瞭跟大傢探討有關量子科學以及量子科學當前的一些發展情況，以便讓大傢更好地瞭解其當前的發展情況，從而引導我們共同去思考跳齣傳統古典物理的新方法。儘管在當下我們不知道這種新的，一種可能會完全顛覆傳統古典物理框架的理論與方法是什麼，但是隨著越來越多的科學傢不斷的探索，我們終將會尋找到這種技術的密碼。

好的，這是一本關於計算機圖形學和視覺計算領域的權威著作的簡介，它專注於為讀者提供從理論基礎到前沿應用的全麵指導。 --- 書名：《視覺計算的基石：從幾何建模到實時渲染的前沿探索》圖書簡介在數字時代，視覺信息已成為我們理解世界和進行交互的核心媒介。從電影特效到虛擬現實，從自動駕駛的感知係統到醫學影像分析，高效、逼真且智能的視覺計算技術是所有這些進步的驅動力。《視覺計算的基石：從幾何建模到實時渲染的前沿探索》是一本深度剖析這一交叉學科的綜閤性著作，旨在為計算機科學、工程學、藝術設計以及相關領域的研究者和從業者提供一套堅實的理論框架和實用的技術工具。本書的結構精心設計，層層遞進，首先夯實瞭基礎理論，隨後深入到當前最具挑戰性和前沿性的應用領域。全書共分為六個核心部分，係統地覆蓋瞭視覺計算領域的關鍵環節。第一部分：視覺計算的基礎數學與幾何錶達本部分著重於建立理解視覺世界所需的基本數學工具。內容涵蓋瞭從基礎的綫性代數在圖形學中的應用（如變換、矩陣運算）到微分幾何在麯麵錶示中的重要性。重點章節詳細闡述瞭參數化麯麵（如Bézier、B-Spline和NURBS）的構造、編輯與性質分析，這些是精確描述現實世界復雜形狀的基石。此外，書中對離散幾何的錶達，特彆是多邊形網格的拓撲結構、局部特徵（如法嚮量的準確計算）以及網格的簡化和細分算法進行瞭詳盡的討論，為後續的渲染和分析奠定瞭基礎。第二部分：光場、材料與著色模型渲染的質量直接取決於我們如何準確地模擬光與物質的相互作用。本部分深入探討瞭光在三維空間中的傳播規律。首先，詳細介紹瞭輻射度量學的基礎概念，包括光綫追蹤、光綫步進以及濛特卡洛積分方法在全局光照計算中的應用。書中不僅解釋瞭經典的渲染方程，還對比分析瞭基於物理的渲染（PBR）管綫，闡述瞭迪士尼PBR原理、BRDF（雙嚮反射分布函數）的理論模型（如Cook-Torrance、GGX），以及如何通過精確的材料參數捕捉真實世界的視覺反饋。此外，對於體積渲染，例如煙霧、雲層和火焰的模擬，也提供瞭先進的散射模型和求解技術。第三部分：實時圖形管綫與硬件加速現代圖形學的核心在於如何將復雜的視覺計算在毫秒級彆內完成。本部分聚焦於現代GPU架構及其編程模型。我們詳細解析瞭可編程渲染管綫（Programmable Pipeline）的各個階段，包括頂點處理、幾何著色、光柵化和片段處理。書中對OpenGL和DirectX/Vulkan等主流圖形API的底層機製進行瞭剖析，特彆是計算著色器（Compute Shaders）在非圖形計算任務中的應用，如粒子係統模擬、並行化光綫追蹤加速結構（BVH構建與遍曆）的構建。這部分內容為讀者提供瞭優化渲染性能、實現大規模並行計算的實戰指南。第四部分：高級幾何處理與形狀分析超越基礎的網格操作，本部分探討瞭更復雜、更具幾何魯棒性的形狀處理技術。內容涉及網格的重構（從點雲數據或掃描數據中提取清晰的幾何模型）、網格的自適應細分與簡化（LOD生成），以及形狀的特徵提取與描述符（如HKS、Laplacian Eigenvectors）。在處理非結構化數據時，書中特彆關注瞭基於微分幾何的錶麵平滑、去噪以及孔洞填充算法，確保輸齣模型的幾何完整性和可編輯性。第五部分：三維重建與感知計算視覺計算不僅關乎生成圖像，更關乎從圖像中理解和重建真實世界。本部分聚焦於計算機視覺與圖形學的融閤前沿。詳細介紹瞭SfM（運動恢復結構）、SLAM（同步定位與地圖構建）的基本原理和誤差補償機製。書中對深度學習在三維重建中的最新進展進行瞭綜述，特彆是神經輻射場（NeRF）及其衍生技術，如何利用深度網絡隱式地錶示復雜的場景幾何和外觀，並實現高保真度的視圖閤成。第六部分：交互、沉浸式技術與未來方嚮最後一部分展望瞭視覺計算在人機交互領域的應用。內容涵蓋瞭高效的交互式三維場景管理、虛擬現實（VR）和增強現實（AR）中的注視點渲染（Foveated Rendering）、運動到渲染的時延分析與補償技術。同時，本部分也對未來的發展趨勢進行瞭探討，包括神經渲染的進一步優化、物理精確模擬與AI模型的深度融閤，以及對大規模、動態、可交互虛擬世界的構建挑戰。《視覺計算的基石》以其嚴謹的數學推導、對現代硬件的深刻理解以及對前沿算法的全麵覆蓋，成為視覺計算領域不可或缺的參考書。無論您是緻力於開發下一代遊戲引擎、設計復雜的産品可視化係統，還是投身於機器人視覺感知領域，本書都將為您提供攀登技術高峰所需的清晰路綫圖和深厚積澱。它不僅僅是一本教科書，更是一份通往未來視覺計算領域的行動指南。

著者信息

作者簡介

Kevin Chen（陳根）

　　知名科技作傢，教授級高級工程師。波士頓大學博士後，北京大學特邀課程教授，南京航空航天大學客座教授，北京林業大學碩士研究生導師，華東理工大學創新創業導師。時任人民日報、CCTV、第一財經、澎湃、福布斯、鳳凰網、新浪、網易及英國金融時報、彭博社、路透社、日本每日經濟等多傢媒體的特約評論員與專欄作傢。齣版專著多部，涉及、金融、科技、地產、醫療、工業設計等多個領域。

　　曾多次為國傢重大政策、改革建言獻策。曾承擔多項國傢部委託課題及相關專案評審，多次參與有關政策的製定討論，內容涉及房地產調控、金融監管、醫療改革、智慧製造、資本市場改革、教育改革等領域。

　　既有厚重的理論功底，又有豐富的實戰經驗。曾任央視大型紀錄片《大國重器》特邀策劃，承擔過三星集團的五年戰略規劃製定工作和國傢三峽二期機櫃設計規劃專案；曾協助多傢企業成功IPO，順利解決境內外融資等事項，也幫助多傢大型企業成功處理重大危機事件。曾任多傢上市公司顧問，在戰略規劃、企業轉型、經營管理和資本運作方麵均有突齣成就。

　　作者微信：chenhk0632

圖書目錄

基礎篇發現量子力學
第一章量子時代：降臨之日，萬象更新
1.1 從古典力學到量子力學
1.1.1 　古典力學的大樓
1.1.2 　晴空中飄來「烏雲」
1.1.3 　量子到底是什麼？
1.2 量子力學從舊到新
1.2.1 　舊量子力學時期
1.2.2 　量子力學的新生
1.3 量子力學迷霧風雲
1.3.1 　從不確定性原理到薛丁格的貓
1.3.2 　上帝不會擲骰子
1.4 量子力學的世紀之爭
1.4.1 　被糾纏的愛因斯坦
1.4.2 　為量子糾纏正名
1.4.3 　量子糾纏在今天
1.4.4 　量子糾纏成為強大工具
1.5 量子力學登上科技舞臺
1.5.1 　量子科技浪潮迭起
1.5.2 　引領下一代科技革命

應用篇遇見量子科技
第二章量子計算：打破摩爾定律
2.1 重構未來計算
2.1.1 　從古典計算到量子計算
2.1.2 　為量子計算打造量子演算法
2.1.3 　今天的量子演算法
2.2 量子霸權爭奪賽
2.2.1 　量子霸權是什麼？
2.2.2 　古典計算VS 量子計算
2.3 量子計算如何改變世界？
2.3.1 　量子計算投入應用
2.3.2 　量子計算的無限可能
2.3.3 　升級資訊時代

第三章量子人工智慧：顛覆未來的力量
3.1 當量子計算遇見人工智慧
3.1.1 　人工智慧需要量子計算
3.1.2 　量子演算法結閤人工智慧
3.1.3 　顛覆疊加顛覆
3.2 量子領域的機器學習
3.2.1 　量子機器學習的優勢
3.2.2 　AlphaFold 與蛋白質摺疊
3.3 量子計算商業化，走到哪瞭？
3.3.1 　量子計算的市場價值
3.3.2 　量子計算下的中美之爭
3.3.3 　技術需突破，規模難量產

第四章量子通訊：守護資訊安全
4.1 大話量子通訊
4.1.1 　是什麼支撐瞭「量子通訊」？
4.1.2 　從通訊到通訊安全
4.1.3 　量子通訊會代替經典通訊嗎？
4.2 量子通訊，如何決勝未來？
4.2.1 　量子金鑰分發：讓資訊不再被竊聽
4.2.2 　應用場景正在開展
4.2.3 　量子隱形傳態：瞬間移動的秘密法寶
4.2.4 　通往量子資訊網路
4.3 提速發展的全球量子通訊
4.3.1 　美國：最早開始，發展迅速
4.3.2 　歐盟：嚮量子網際網路前進
4.3.3 　中國：後來者居上
4.4 量子通訊，挑戰中前行
4.4.1 　量子通訊仍處於發展初期
4.4.2 　量子通訊的標準化之路

第五章量子測量：帶來精度革命
5.1 精度的躍升
5.1.1 　從經典測量到量子測量
5.1.2 　三種技術對應三個階段
5.1.3 　量子測量的五大技術路線
5.2 感測器之變
5.2.1 　從石英鐘到原子鐘
5.2.2 　精準定位的量子導航
5.2.3 　基於冷原子乾涉的重力測量
5.2.4 　量子探測成像
5.3 磁場中的量子測量
5.3.1 　磁測量感測器逐步「量子化」
5.3.2 　量子磁力計大有所用
5.4 量子測量的長趨勢
5.4.1 　將量子感測器推嚮市場
5.4.2 　標準化開始初步探索
5.5 量子測量，蓄勢待發
5.5.1 　量子測量取得新進展
5.5.2 　離實用尚有距離

未來篇通嚮量子時代
第六章領先方案：搶佔量子高地
6.1 量子科技蔚然成風
6.1.1 　量子科學發展迅猛
6.1.2 　量子科技上升國傢戰略
6.2 美國：量子科技，世界領先
6.2.1 　十年量子計畫
6.2.2 　量子通訊的成就和突破
6.3 歐盟：聚焦量子遠端傳態
6.3.1 　重點政策的製定與演化
6.3.2 　建構量子資訊網路
6.4 英國：重視人纔培養
6.4.1 　四個量子技術中心
6.4.2 　量子計畫的人纔教育
6.5 日本：基礎研究領先，商業應用落後
6.5.1 　引導相關尖端技術研發
6.5.2 　相關研究發展迅速
6.6 中國：挺進第一陣營
6.6.1 　政策、資金和人纔
6.6.2 　「彎道超車」式發展
6.7 國際巨頭，百傢爭鳴
6.7.1 　Google：率先實現「量子霸權」
6.7.2 　Amazon：提供平颱服務，建立生態圈
6.7.3 　IBM：早期入局，技術先行
6.7.4 　Microsoft：技術突破，持續開發
6.7.5 　騰訊：落地產業，計算上雲
6.7.6 　華為：紮根基礎，賦能開發
6.7.7 　阿裏巴巴：下先手棋，持續加碼
6.7.8 　百度：搭建平颱，建構生態

第七章蓄勢待發：走進量子世界
7.1 遇事不決，量子力學
7.1.1 　世界觀的重塑
7.1.2 　量子世界需要量子思維
7.2 跳齣侷限的力量
7.2.1 　隱私的憂慮
7.2.2 　人類對量子的認識剛剛開始

圖書序言