این کتاب با هدف ارائه درکی مهندسی از معماری و سخت‌افزار رایانه‌های کوانتومی تدوین شده است. نویسنده با توجه به اینکه بسیاری از دانشجویان و مهندسان رشته‌های برق، الکترونیک و کامپیوتر پیش‌زمینه عمیقی در فیزیک و ریاضیات کوانتومی ندارند، رویکردی گام‌به‌گام برای پیوند دادن مفاهیم بنیادی فیزیک و ریاضیات با اصول طراحی و پیاده‌سازی سخت‌افزار کوانتومی ارائه می‌کند. در ابتدای کتاب، مبانی جبر خطی و مکانیک کوانتومی مورد نیاز معرفی می‌شوند تا خواننده بتواند ساختار حالت‌های کوانتومی، عملگرها، ماتریس‌ها، گیت‌های کوانتومی و اندازه‌گیری را درک کند. بخش اصلی کتاب به بررسی دو فناوری مهم در ساخت پردازنده‌های کوانتومی، یعنی کیوبیت‌های اسپینی و کیوبیت‌های ابررسانا اختصاص دارد. نویسنده ضمن تشریح مبانی فیزیکی این سامانه‌ها، نحوه ارتباط ویژگی‌های کوانتومی آن‌ها با اجزای سخت‌افزاری و مدارهای الکترونیکی را بررسی می‌کند. مباحثی مانند نوسانگر هماهنگ کوانتومی، مدارهای LC، ابررسانایی، پیوند جوزفسون و اصول کنترل و دست‌کاری حالت‌های کوانتومی، زمینه‌ای برای شناخت عمیق‌تر ساختار فیزیکی پردازنده‌های کوانتومی فراهم می‌کنند. یکی از ویژگی‌های برجسته کتاب، ارتباط مستمر میان فیزیک، ریاضیات و مهندسی الکترونیک مایکروویو است. مباحث کتاب با استفاده از مثال‌های گام‌به‌گام، کدهای شبیه‌سازی و نمونه‌هایی از طراحی تراشه‌های کوانتومی ارائه شده‌اند. همچنین معیارهای پنج‌گانه دی‌وینچنزو به‌عنوان چارچوبی برای بررسی الزامات ساخت یک رایانه کوانتومی عملی به کار گرفته می‌شوند. این رویکرد به خواننده کمک می‌کند تا از شناخت نظری کیوبیت‌ها فراتر رفته و با الزامات فنی، محدودیت‌ها و ملاحظات مهندسی در طراحی و ساخت سخت‌افزارهای محاسبات کوانتومی آشنا شود.
ادامهٔ معرفی