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量子計算編程實戰--基於IBM QX量子計算平臺

為了解決QX55的問題，作者（美）克里斯丁·科比特·莫蘭 這樣論述：

本書詳細闡述了與量子程式設計相關的基本解決方案，主要包括量子計算概述，量子比特，量子態、量子寄存器和測量，使用量子門演化量子態，量子 電路，量子編輯器，OpenQASM，Qiskit和量子計算 機模擬，量子AND門和量子OR門，Grover演算法，量子傅裡葉變換，Shor演算法，量子錯誤和量子糾錯，以及量子計算的未來等內容。此外，本書還提供了相應的示例、代碼，以幫助讀者進一步理解相關方案的實現過程。本書適合作為高等院校電腦及相關專業的教 材和教學參考書，也可作為相關開發人員的自學教材和參考手冊。 第1章 量子計算概述 1 1.1 技術要求 1 1.2 量子電腦 1 1.2.

1 量子電腦的用途 2 1.2.2 專家觀點：量子計算的重要性 3 1.3 量子計算的歷史、現狀和未來 4 1.3.1 量子計算的歷史 4 1.3.2 量子計算的現狀 4 1.3.3 量子計算的未來 5 1.3.4 專家觀點：量子計算的未來前景 5 1.4 設置並運行Python代碼示例 5 1.4.1 獲取書籍代碼 6 1.4.2 設置Jupyter Notebook 6 1.5 設置並運行IBM QX示例 7 1.5.1 簡單示例：Hello Quantum World 7 1.5.2 關於API金鑰 9 1.6 設置並運行Qiskit示例 9 1.7 小結 10 1.8 練習和問題 11

第2章 量子比特 13 2.1 技術要求 13 2.2 量子比特及其存儲 13 2.3 模擬量子比特 14 2.3.1 關於 |"0" > 和 |"1" > 15 2.3.2 關於 |"0" > 和 |"1" > 的組合 15 2.4 量子比特的3種不同表示形式 17 2.4.1 零基態和一基態的補充說明 18 2.4.2 加和減基態 18 2.4.3 順時針和逆時針基態 19 2.5 布洛赫球面 19 2.5.1 在布洛赫球面上的 |"0" > 和 |"1" > 等基態 20 2.5.2 量子比特的布洛赫座標 20 2.5.3 在布洛赫球面上繪製布洛赫座標 21 2.6 量子比特的疊加和

測量 23 2.6.1 量子比特的量子疊加 23 2.6.2 量子比特的量子測量 23 2.6.3 布洛赫球上單個量子比特的測量 25 2.7 小結 26 2.8 練習和問題 26 第3章 量子態、量子寄存器和測量 27 3.1 技術要求 27 3.2 量子態和寄存器 27 3.3 可分離狀態 29 3.4 量子糾纏 31 3.5 量子測量和糾纏 32 3.6 退相干，T1和T2 35 3.6.1 退相干 35 3.6.2 關於T1和T2 36 3.7 小結 38 3.8 練習和問題 38 第4章 使用量子門演化量子態 39 4.1 技術要求 39 4.2 門 39 4.2.1 經典門 3

9 4.2.2 量子門 40 4.3 在狀態上操作的門 41 4.4 單量子比特門 42 4.4.1 哈達瑪門（H） 44 4.4.2 泡利門（X，Y，Z） 46 4.4.3 相門（S）和π/8門（T） 50 4.5 多量子比特門 55 4.5.1 關於CNOT門 55 4.5.2 CNOT門的Python代碼 57 4.5.3 可以選擇控制量子比特和目標量子比特的CNOT 58 4.6 小結 58 4.7 練習和問題 59 第5章 量子電路 61 5.1 技術要求 61 5.2 量子電路和量子電路圖 61 5.3 使用Qiskit生成量子電路 64 5.3.1 在Qiskit中的單量子比特

電路 64 5.3.2 關於Qiskit的QuantumCircuit類和通用門方法 64 5.3.3 在Qiskit中的多量子比特門 65 5.3.4 在Qiskit電路中的經典寄存器 65 5.3.5 在Qiskit電路中的測量 66 5.4 可逆計算 66 5.5 有用的量子電路 68 5.5.1 使用X門準備任何二進位輸入 69 5.5.2 交換兩個量子比特 70 5.6 小結 71 5.7 練習和問題 71 第6章 量子編輯器 73 6.1 技術要求 73 6.2 量子編輯器 73 6.2.1 硬體 75 6.2.2 門、操作和屏障 76 6.3 將量子電路轉換到量子編輯器中 79

6.4 通過類比或在Quantum Composer硬體上執行量子電路 81 6.4.1 通過類比執行量子電路 82 6.4.2 在量子電腦硬體上執行量子電路 84 6.5 小結 85 6.6 練習和問題 85 第7章 OpenQASM 87 7.1 技術要求 87 7.2 關於OpenQASM 87 7.3 將OpenQASM程式轉換為量子樂譜 89 7.3.1 使用OpenQASM取反一個量子比特 89 7.3.2使用OpenQASM將門應用於兩個量子比特，並測量第一個量子比特 90 7.4 在OpenQASM 2.0程式中表示量子樂譜 91 7.5 使用OpenQASM與IBM QX

連接 94 7.6 關於OpenQASM的高級用法 96 7.6.1 重置量子比特 96 7.6.2 使用if語句 97 7.6.3 用戶定義的門和基本門 97 7.7 小結 99 7.8 練習和問題 99 第8章 Qiskit和量子電腦類比 103 8.1 技術要求 103 8.2 安裝和使用Qiskit 103 8.2.1 測試Qiskit安裝 104 8.2.2 在Qiskit中使用OpenQASM 105 8.2.3 認識和安裝Qiskit Aqua 107 8.3 關於Qiskit Terra頂點專案 108 8.3.1 關於MIDI規格 109 8.3.2 關於MIDI的量子計算

109 8.4 小結 116 8.5 練習和問題 117 第9章 量子AND門和量子OR門 119 9.1 技術要求 119 9.2 布林可滿足性問題 119 9.2.1 關於3SAT經典實現 122 9.2.2 有趣的3SAT 123 9.3 量子AND和OR 124 9.3.1 關於Toffoli門—量子AND門 124 9.3.2 量子OR門 127 9.3.3 多個量子比特上的量子AND和量子OR 131 9.4 關於3SAT量子電路的實現 132 9.5 小結 135 9.6 練習和問題 135 第10章 Grover演算法 137 10.1 技術要求 137 10.2 Gro

ver演算法概述和用例 137 10.2.1 Grover演算法概述 137 10.2.2 Grover演算法的步驟 139 10.3 使用3SAT作為Grover演算法checker 141 10.3.1 在Qiskit中的2個和3個量子比特的量子AND 142 10.3.2 在Qiskit中的2個和3個量子比特的量子OR 142 10.3.3 測試門及其可逆性 144 10.4 使用Grover演算法求解3SAT問題 148 10.4.1 在Qiskit中的oracle實現 149 10.4.2 關於mover步驟的實現 157 10.4.3 完整的演算法設置 160 10.4.4 在Qi

skit上運行演算法 160 10.5 小結 161 10.6 練習和問題 162 第11章 量子傅裡葉變換 163 11.1 經典傅裡葉變換 163 11.2 傅裡葉變換的作用 167 11.3 量子傅裡葉變換的實現及其電路 171 11.3.1 量子傅裡葉變換的實現 172 11.3.2 量子傅裡葉變換電路 174 11.4 在IBM QX中實現QFT電路 175 11.4.1 在IBM QX中實現REV門 175 11.4.2 在IBM QX中實現Rk門 175 11.4.3 在IBM QX中實現1-qubit的QFT電路 177 11.4.4 在IBM QX中實現2-qubit的QF

T電路 177 11.4.5 在IBM QX中實現3-qubit的QFT電路 178 11.5 泛化 179 11.6 小結 179 11.7 練習和問題 179 第12章 Shor演算法 181 12.1 關於Shor演算法 181 12.1.1 Shor演算法的作用 181 12.1.2 被顛覆的現代密碼學 182 12.2 Shor演算法概述 183 12.2.1 Shor演算法描述 185 12.2.2 以符號/數學方式描述的Shor演算法 186 12.3 Shor演算法示例 186 12.3.1 示例：N為素數且N = 7 187 12.3.2 示例：N是兩個素數的乘積，N較小且

N = 15 187 12.3.3 示例：N是兩個素數的乘積，N較大且N = 2257 187 12.3.4 示例：N是一個素數和一個非素數的乘積且N = 837 188 12.4 在Python中實現Shor演算法 188 12.4.1 Shor演算法的經典實現 189 12.4.2 Shor演算法的量子實現 190 12.4.3 在量子電腦上的示例實現：N = 15，a = 2 191 12.4.4 在量子電腦上的示例實現：N = 35，a = 8 205 12.5 小結 209 12.6 練習和問題 209 第13章 量子錯誤和量子糾錯 211 13.1 量子錯誤 211 13.1.1

比特翻轉錯誤演示 211 13.1.2 在模擬器中類比錯誤 213 13.2 量子糾錯 215 13.2.1 單比特翻轉的糾錯 216 13.2.2 單相位翻轉的量子糾錯 221 13.2.3 關於Shor代碼 221 13.3 小結 221 13.4 練習和問題 222 第14章 量子計算的未來 223 14.1 量子計算的關鍵概念 225 14.2 量子計算的實用領域 226 14.3 對量子計算的悲觀看法 226 14.4 對量子計算的樂觀看法 226 14.5 本書關於量子計算的結論 227 附錄A 229 A.1 實用數學基礎 229 A.1.1 求和 229 A.1.2 複數

230 A.1.3 線性代數 230 A.2 從矩陣角度看量子比特、狀態和門 236 A.2.1 量子比特 236 A.2.2 門 237 A.2.3 量子測量 240

QX55進入發燒排行的影片

豬流行性下痢病毒核酸於田間豬場的環境分布

為了解決QX55的問題，作者蔣昕恆 這樣論述：

豬流行性下痢 (porcine epidemic diarrhea; PED) 引起豬隻急性嘔吐及下痢，因其在新生仔豬可造成高死亡率，故造成豬場嚴重損失，然而在台灣尚無商業化之疫苗，因此以生物安全措施預防及控制豬流行性下痢成為最根本之方法。本研究以即時定量聚合酶鏈鎖反應 (real-time quantitative polymerase chain reaction; real-time qPCR) 檢測4場PED爆發場與1場非爆發場環境中PEDV (porcine epidemic diarrhea virus; PEDV) 之病原核酸，尋找病原可能藏匿的地點，並透過問卷調查獲取有關養豬

場生物安全資料，了解養豬場生物安全等級現況，以評估試驗養豬場中可能的生物安全風險因子。本實驗共蒐集434個環境樣本，爆發場環境樣本的PEDV總體陽性率為39.2％ (149/380)，而非爆發場之所有樣本皆為陰性 (0/54)。於爆發場中，分娩舍之所有樣本，包含常在性的仔豬保溫地墊、隔門及教槽盤、母豬飲水乳頭及飼料槽、內部走廊、風扇開關、風扇葉片、水濂片、門把，可移動性的器械如：推車、注射器、畫記筆、場內工作人員之衣物、手及雨鞋，皆可檢測出PEDV核酸；且相較於未消毒的分娩舍，消毒後的分娩舍設施之檢測陽性率及病毒量皆較低。於保育舍及肉豬舍於本實驗並未檢測出PEDV核酸，但於分娩前母豬之糞便樣本

中，可檢測到病原的核酸。綜合上述，顯示於PED爆發場PEDV可能無所不在，且可能因棟舍消毒不完全，或於不完善的生物安全措施，藉由汙染區域或物品進行不同棟舍間或不同批次間的傳播。在問卷調查的結果中，多數豬場在清潔與消毒方面相對重視，但仍建議加強害蟲、害獸與鳥類的防治措施。另於實施生物安全措施後，也應進行環境監測等效果評估，以了解生物安全的實施成效。

管理學概論

為了解決QX55的問題，作者蔡宏進 這樣論述：

　　這是一本學習管理的入門書，主要用途在讓大專學生初學一學期的管理學課程時所使用，力求內容完整系統及文字的簡明易解。本書除扼要提供一般管理過程與功能的概念外，也周延提供管理的多種環境系統及類型的性質，前者包括自然、經濟、社會文化、政治、教育、法律、人口與國際關係等環境系統，後者則包括對人力資源、財務、生產、銷售及自我等的管理。

中藥(VGH-BPH1)對於良性攝護腺增生病人之療效評估

為了解決QX55的問題，作者陳玉紅豔 這樣論述：

良性前列腺增生（BPH）是 腺體組織出現非癌化的良性增生的疾病。這種疾病可以影響生活品質並引起併發症，例如膀胱壁厚、膀胱結石等。而西藥也可能會產生性慾降低以及勃起功能障礙等副作用。因此，有不少患者會主動尋求其他治療方法。一些過去研究表明，中藥可以減輕BPH患者的症狀。因此，本研究團隊進行隨機雙盲對照及交叉實驗，以研究中藥（VGH-BPH1）是否可以改善BPH症狀。VGH-BPH1的組成成分包括濟生腎氣丸、桑螵蛸散、覆盆子、益智仁、烏藥、丹參、淫羊藿、黃柏和知母。在這項研究中，收集了23名患者，隨機雙盲分派為A組與B組：在第1階段，為期8週，A組接受VGH-BPH1，而B組接受安慰劑。於八週結

束後，停藥兩週，並將兩組互換，在第2階段，A組改為服用安慰劑，B組改為服用VGH-BPH1，為期8週。同時，所有患者仍繼續接受西藥治療。受試者須於試驗前、第八週末、第十週始、第十八週末填寫國際攝護腺症狀評分 （International Prostate Symptom Score, IPSS）、老年男性症狀評分表（Aging Male Symptoms Score, AMS）、國際勃起功能指標量表(International index of erectile function, IIEF)以及中醫體質量表（Constitution in Chinese Medicine Questionn

aire，CCMQ），並且於使用中藥前、第八週末、第十週始、第十八週末分別測量尿流速（Uroflowmetry）以及尿後殘尿量（Post-void residual urine volume）。顯示，VGH-BPH1 顯著降低 IPSS 總分（p=0.027）； 然而，與安慰劑組相比，沒有發現顯著差異。關於AMS，VGH-BPH1組的“關節痛及肌肉痛”評分顯著低於安慰劑組（p=0.022）。比較兩組時，“感覺過勞”評分也顯示出下降趨勢（p=0.057）。治療後，VGH-BPH1組與安慰劑組的IIEF，CCMQ，尿流速以及尿後殘尿量無統計學差異。雖然研究結果顯示VGH-BPH1的療效並未達到統計

顯著意義，但與安慰劑相比，在改善某些生活品質評估上具顯著意義。希望將來進行更大樣本數的臨床研究，來證實VGH-BPH1的療效。