《量子计算与量子最佳化算法》是一部研究量子计算与量子最佳化算法的学术着作。在简要综述国内外该领域研究成果的基础上，主要篇幅介绍了作者近年来取得的创新性研究成果。全书共8章，主要内容包括：量子力学基础；量子计算基础；基本量子算法；Grover量子搜寻算法的改进；量子遗传算法；混沌量子免疫算法，量子蚁群算法，量子粒子群算法；量子神经网路模型与算法；量子遗传算法在模糊神经控制器参数最佳化设计中的套用。科学家预言：“21世纪，人类将从经典资讯时代跨越到量子资讯时代。”创立了一个世纪的量子力学随着20世纪90年代与信息科学交叉融合诞生的量子信息学，已成为量子资讯时代来临的重要标誌。

《量子计算与量子最佳化算法》由浅入深、深入浅出、可读性好，具有系统性、交叉性、前沿性等特点。为便于学习，书中给出了多种量子最佳化算法在搜寻、最佳化、聚类、识别与控制中的套用例子，附录给出了主要程式和量子计算常用名词中英对照。《量子计算与量子最佳化算法》可作为信息科学、计算机科学、信息与计算科学、控制科学及其自动化、智慧型信息处理、人工智慧等相关专业的高等院校教师、研究生和科研人员学习参考。

李士勇，哈尔滨工业大学教学名师、教授、博士生导师，黑龙江省优秀专家。1967年毕业于哈尔滨工业大学工业自动化专业，1983年在该校自动控制专业获硕士学位。1992年至1993年应邀赴日本千叶工业大学从事模糊控制、神经网路控制领域的研究工作。国家模糊控制技术生产力促进中心专家。中国自动化学会智慧型自动化专业委员会委员。《计算机测量与控制》期刊编委。. 先后主持和参加国家自然科学基金项目、973项目等多项科研工作。科研和教学成果共获国家级奖2项、获省部级奖7项。发表学术论文150余篇，被SCI和EI等检索近50篇。编着专着和教材共6部：代表作《模糊控制·神经控制和智慧型控制论》获全国优秀科技图书奖，中科院信息中心提供的数据表明，该书已跻身于十大领域中国科技论文被引频次最高的前50部专着与译着排行榜，中国知网四大资料库检索表明，该书自1996年出版至2008年底已被3755篇论文引用；入选“十一五”国家级规划教材《工程模糊数学及套用》出版四年来已被2016篇论文引用。美国IEEE Fellow、田纳西大学教授James C.Hung（洪箴）曾于1997年指出：“李教授在模糊控制，神经网（络）控制及智慧型控制方面有深入的理论研究和特殊的学术造诣及贡献”。.. 目前，主要从事模糊控制、神经控制、智慧型控制、智慧型最佳化算法、非线性科学、複杂适应系统理论、複杂网路、人工生命的理论研究及其在工业、航天等领域的套用研究工作，并承担教学和指导研究生工作。

李盼池，男，1969年生，河北廊坊人。哈尔滨工业大学控制科学与工程学科(专业)在职博土研究生，大庆石油学院计算机与信息技术学院副教授、硕士生导师。1991年毕业于河北地质学院套用电子技术专科班，2004年从大庆石油学院计算机系研究生毕业并获计算机套用技术硕士学位，2006年开始在哈尔滨工业大学控制科学与工程学科(专业)攻读博士学位。现主要从事量子搜寻、量子智慧型最佳化、量子神经网路、过程神经网路及其在模式识别和智慧型控制中的套用研究。在国内外学术期刊以第一作者发表学术论文35篇，其中被SCI收录6篇，EI收录8篇。

第1章 量子力学基础
1.1 从经典力学到量子力学
1.2 量子力学发展的回顾
1.3 量子力学的基本概念
1.3.1 什幺是量子力学
1.3.2 量子态及其表象
1.3.3 量子态的相干叠加性、纠缠性和坍缩
1.4 量子力学的基本假设
1.4.1 波函式的机率波诠释
1.4.2 态叠加原理
1.4.3 薛丁格方程
1.4.4 算符化规则
1.4.5 全同性原理
1.5 量子力学的数学基础
1.5.1 向量空间与希尔伯特空间
1.5.2 狄拉克符号
1.5.3 基与线性无关
1.5.4 线性运算元与矩阵
1.5.5 内积、外积、张量积
第2章 量子计算基础
. 2.1 从经典信息到量子信息
2.2 量子比特
2.2.1 单量子比特
2.2.2 双量子比特
2.2.3 多量子比特
2.3 量子逻辑门
2.3.1 单比特量子门
2.3.2 多比特量子门
2.3.3 量子门的通用性
第3章 基本量子算法
3.1 量子计算的并行性
3.2 Deutsch量子算法
3.3 Shor量子算法
3.3.1 因子分解问题求解的基本思想
3.3.2 shor算法的实现步骤
3.4 Grover量子算法
3.4.1 基于黑箱的搜寻思想
3.4.2 Grover算法搜寻步骤
3.4.3 Grover算法搜寻过程几何描述
3.4.4 算法性能分析
第4章 Grover量子搜寻算法的改进
4.1 Grover算法的国内外研究现状
4.1.1 国外研究情况
4.1.2 国内研究情况
4.2 基本Grover算法存在的主要问题
4.3 基于π/2相位旋转的改进算法
4.3.1 相位匹配条件的改进
4.3.2 改进后算法相位旋转的直观图示
4.3.3 改进后的算法描述
4.3.4 搜寻实例
4.4 使用局部扩散运算元的量子搜寻算法
4.4.1 一步叠代搜寻
4.4.2 算法原理
4.4.3 Younes算法与基本Grover算法对比
4.5 基于自适应相位旋转的Grover算法
4.5.1 搜寻引擎描述
4.5.2 自适应旋转相位的确定
4.5.3 搜寻举例
4.6 基于目标加权的Grover算法
4.6.1 目标量子叠加态的构造
4.6.2 叠代运算元的构造
4.6.3 算法的叠代方程
4.6.4 算法叠代方程的解
4.6.5 算法的成功机率
4.6.6 目标态机率幅叠代过程动态分析
4.6.7 加权Grover算法与基本Grover算法的关係
4.6.8 加权Grover算法的实现步骤
4.6.9 加权Grover算法举例及分析
4.7 基于自适应相位旋转的加权Grover算法
4.7.1 算法原理
4.7.2 算例分析
4.8 基于固定相位旋转的Grover算法
4.9 基于固定相位旋转的广义Grover算法
4.9.1 构造叠代运算元
4.9.2 运算元中α参数的确定
4.9.3 算法需要的叠代步数
4.9.4 广义Grover算法与其他算法的关係
4.9.5 广义Grover算法与其他算法的对比
第5章 量子遗传算法
5.1 量子进化算法的国内外研究现状
5.1.1 国外研究现状
5.1.2 国内研究现状
5.2 基本量子遗传算法
5.2.1 算法原理
5.2.2 算法结构
5.2.3 算法实现过程
5.2.4 算法仿真结果
5.3 改进的量子遗传算法
5.3.1 概述
5.3.2 实数编码梯度量子遗传算法
5.3.3 算法描述
5.3.4 在求解连续最佳化问题中的套用
5.4 基于量子位Bloch球面坐标的量子进化算法
5.4.1 概述
5.4.2 BQEA的基本原理
5.4.3 算法描述
5.4.4 BQEA的收敛性
5.4.5 在函式最佳化及模式识别中的套用
第6章 量子群智慧型最佳化算法
6.1 混沌量子免疫算法
6.1.1 概述
6.1.2 算法原理
6.1.3 收敛性分析
6.1.4 在求解连续最佳化问题中的套用
6.2 量子蚁群算法
6.2.1 概述
6.2.2 算法原理
6.2.3 仿真结果及分析
6.3 量子粒子群算法
6.3.1 概述
6.3.2 基本PSO算法
6.3.3 量子粒子群最佳化算法
6.3.4 仿真结果对比
第7章 量子神经网路模型与算法
7.1 量子神经网路的国内外研究现状
7.2 基于通用量子门演化的量子神经网路
7.2.1 量子位和通用量子门
7.2.2 量子BP神经网路模型
7.2.3 量子BP神经网路学习算法
7.2.4 量子BP神经网路的连续性
7.2.5 在平麵点集分类和函式逼近中的套用
7.3 基于量子加权的量子神经网路
7.3.1 量子加权神经网路模型
7.3.2 学习算法
7.3.3 在双螺旋线分类及函式逼近中的套用
7.3.4 在最佳化PID控制参数中的套用
7.4 基于量子门线路的量子神经网路
7.4.1 量子门及线路表示
7.4.2 量子门线路神经网路模型
7.4.3 学习算法
7.4.4 在模式识别和函式逼近中的套用
7.5 量子自组织特徵映射网路
7.5.1 量子自组织特徵映射网路模型
7.5.2 量子自组织特徵映射网路聚类算法
7.5.3 在IRIS数据聚类中的套用
第8章 量子遗传算法在模糊神经控制中的套用
8.1 解析描述控制规则的模糊控制器参数最佳化
8.1.1 模糊控制规则的解析描述
8.1.2 模糊控制器参数的量子遗传最佳化仿真
8.2 基于量子遗传算法的模糊神经控制器参数最佳化设计
8.2.1 NFNN控制器的拓扑结构
8.2.2 基于量子遗传算法的NFNN控制器参数最佳化设计
8.3 基于状态变数合成输入的NFNN控制器参数最佳化
8.3.1 单级倒立摆的数学模型
8.3.2 倒立摆模糊控制系统
8.3.3 控制器综合係数的确定
8.3.4 模糊控制规则的确定
8.3.5 NFNN控制器参数的DCQGA最佳化设计
8.4 基于状态变数直接输入的NFNN控制器参数最佳化
8.4.1 模糊控制规则的确定
8.4.2 NFNN控制器的DCQGA最佳化设计
8.4.3 基于初始摆角300下的DCQGA最佳化性能对比
8.4.4 变摆桿长度情况下的DCQGA最佳化性能对比
8.4.5 基于初始摆角1度下的DCQGA最佳化性能对比
附录1 部分算法的源程式
1.1 Grover算法成功机率仿真程式
1.2 量子遗传算法仿真程式
1.3 量子粒子群算法仿真程式
1.4 量子自组织特徵映射网路聚类算法仿真程式
1.5 基于量子遗传算法的倒立摆模糊控制器参数最佳化仿真程式
附录2 量子计算常用名词汉英对照
参考文献