《量子克隆及其应用》张文海著/北京师范大学出版集团、安徽大学出版社2020年11月版/59.00元
关键词 量子克隆理论 量子纠缠 量子科技
1982年，W.K.Wootters与W.H.Zurek共同署名，在Nature上发表了题为“单个量子不能被克隆”的论文，提出“对于一个未知的量子态，无法将此量子态完美复制到另一量子态上”，此即为量子不可克隆定理，简称“量子克隆定理”。这篇论文发表后在相当长的时间内并未引起其他研究者足够的重视，但是近年来，随着量子信息的发展，特别是量子通讯的发展，科学家们越来越注意到量子不可克隆定理的重要性，逐步开展这一课题的深入研究，并取得极其丰硕的成果。目前，在量子信息研究领域中，量子不可克隆定理早已成为重要的理论基础。事实上，量子不可克隆定理揭示了对量子态操纵的局限性，从物理原理上限制了人类对量子态的任意操纵。任何事物都有两面性，量子不可克隆定理在限制人类对量子态操纵的同时，也给人类提供了另外一片广阔的应用领域，在量子克隆的世界里有着广泛的社会应用价值。
在量子克隆的世界里，对未知量子态进行复制有两种办法。第一种可以确定性地得到拷贝，但是拷贝与需要复制的未知量子态不完全相同，只是在一定程度上近似，这称为近似量子克隆；第二种可以得到与未知量子态完全相同的拷贝，但是得到的方式是概率性的，这称为概率量子克隆。实际上，国内外关于量子克隆研究的学术论文很多，但是对于量子克隆研究的系统性梳理暂未有学术著作的出版。该书系统性地将各类量子克隆做了论述与阐释，正好填补我国量子克隆研究领域学术著作出版空白。该书在阐述离散变量量子克隆、概率量子克隆、连续变量量子克隆等各种量子克隆类型的同时，还论述了不同类型量子克隆的实验方案和实验实现，并且介绍了量子克隆理论在量子信息学中的一些应用，如量子密码术、量子态分辨和量子态估测等。伽利略曾经说过，自然类书籍都可以用数学语言来书写。在论述不同类型量子克隆的时候，本书都用数学语言和数学公式进行严格的定理推导与公式运算，具有很强的严谨性。而且该书在阐述中既有量子克隆理论研究的发展性成果，又有作者在量子克隆理论研究方面前沿性成果，在量子克隆研究领域具有自己的观点见解和很深的学术造诣。
非常遗憾的是，该书在量子克隆实验方案、实验实现、量子克隆应用等方面的内容论述较少，如实验方面涉及的光学系统、超导系统、核磁共振系统、里德伯原子系统等并未有介绍。量子克隆应用的量子态区分、量子态纯化、信息分布器、光子放大器、对偶纠缠测量、绝对辐射测量等也没有阐述，应该有系统性阐释才更完美。
从量子力学角度，如何最大限度获取未知量子系统的信息，是一个在理论和实践上都有意义的基本问题，这个基本问题是量子克隆的研究内容。量子克隆理论作为量子信息科学与技术的一块理论基石，为量子信息的获取和应用提供了依据。量子通信是未来我国应用研究的重点方向，因此，量子克隆理论的研究具有很广阔的社会应用价值，备受学界关注。期待着有更多的有关量子克隆理论研究的著作面世。
