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臺北市高中職量子電腦教材—資訊篇

臺北市高中職量子電腦教材—資訊篇

  • 統一編號GPN:1011200631
  • 出版日期:2023/06
  • 作/編/譯者:王昱珺吳建鑫陳昭安
  • 語言:中文
  • 頁數:122
  • 裝訂:平裝

書籍介紹

臺北市高中職量子電腦教材,是全國第一本專為高中職撰寫,彙整高中物理、數學及資訊等量子相關學科知識,提煉108課綱高中階段必修內容,以螺旋式課程概念進行編輯,完成這本跨學科及年級的教材範本。期待協助高中物理、數學及資訊教師以跨域合作方式,建立學生量子電腦科技應用基礎知能,也為未來有意投入量子相關領域學生,提早建立量子科技知識地圖。

目次

目次:
市長序  蔣萬安 iii
局長序  湯志民 iv
執行長序 汪用和 v
目錄
第1章 量子電腦的發展史
1-1 什麼是量子電腦 2
1-2 量子電腦的起源 2
1-3 量子電腦的研究歷史 4
1-4 量子電腦的展望 7
第2章 量子電腦的原理與架構
2-1 一般電腦與硬體 10
2-2 量子電腦的硬體 12
2-3 量子電腦的技術挑戰 19
第3章 量子位元(qubit)
3-1 古典位元 24
3-2 量子位元 26
3-3 狄拉克表示法(Dirac notation) 28
3-4 量子位元的狀態表現 32
第4章 量子閘(quantum gate)
4-1 H 閘(阿達馬閘,Hadamard gate) 36
4-2 X 閘(Pauli-X gate) 40
4-3 Z 閘(Pauli-Z gate) 43
4-4 Y 閘(Pauli-Y gate) 46
4-5 P 閘(phase shift gates) 48
4-6 Rx 閘(Rotate-X gate) 51
4-7 Ry 閘(Rotate-Y gate) 52
4-8 Rz 閘(Rotate-Z gate) 53
4-9 CNOT 閘(controlled NOT gate) 54
4-10 CCNOT 閘(controlled controlled NOT gate) 59
第5章 量子電路(quantum circuit)
5-1 量子電路的基本架構 64
5-2 量子程式設計 68
5-3 單量子位元電路設計 74
5-4 疊加態的運算 83
5-5 疊加態量子電路 86
5-6 糾纏態(entanglement)量子電路 92
第6章 量子的算術與邏輯運算
6-1 古典邏輯閘介紹 98
6-2 使用量子閘模擬古典邏輯閘 99
6-3 半加器 104
6-4 全加器 105
6-5 二選一多工器 106
6-6 N = N + 1 運算 108
6-7 組合邏輯 111
6-8 一位元比較器 115
6-9 A+=B 電路 118
6-10 記憶體 121

編/著/譯者簡介

本教材彙整高中物理、數學及資訊等量子相關學科知識,提煉108課綱高中階段必修內容,編撰這本跨學科及年級的教材。

序言/導讀

臺北市為全臺首善之都,擁有豐富的人文資源及完善的科技建設,因應市府各類巨量資料,為快速彙整資訊、精確分析數據及預測未來趨勢,我們擬定數據資產,輔助施政策略,以科技整合跨局處資源,提供市民便捷、智慧化的生活環境,打造友善、永續、創新、共融的智慧城市。 在教育方面,我們深耕K–12程式教育、運算思維、人工智慧AI教育、元宇宙等科技教育計畫,豐富學生資訊及新興科技課程內容,並規劃成立STEAM及新科技發展辦公室,帶領學生掌握新興科技發展趨勢! 針對量子電腦,我們將從高等教育向下紮根,分階段推動高中職、國中小量子教育課程,鼓勵學生從科技體驗開始,逐步認識量子物理及量子計算等量子電腦基礎原理,整合學科知識,進行跨領域學習,啟發學生投入量子科技之興趣,以因應未來世界變遷趨勢,成為新興科技產業人才。 本市與鴻海教育基金會共編《高中職量子電腦教材》,感謝專業編輯群教師撰寫及專家學者的指導,使本教材順利出版,提供師生使用!在面對全球網路及資訊科技快速變遷的時代,我們將持續精進智慧及資訊科技教育政策,透過產官學研合作,強化教學品質,極力彰顯教育價值與趨勢的掌握,以利孕育優質的未來人才,確保全球競爭優勢。

分類 其他詳細資訊
  • 出版品網址(線上版或試閱版):連結
  • 適用對象:成人(休閒娛樂)
  • 關鍵詞:臺北市,教育,量子電腦,高中職
  • 附件:無附件
  • 頁/張/片數:122
授權資訊
  • 著作財產權管理機關或擁有者:臺北市政府教育局
  • 取得授權資訊:聯絡處室:臺北市政府教育局資訊教育科 姓名:曾柏璣 電話:02-27208889- 1235 地址:臺北市市府路1號8樓西北區