编程宇宙

我们的宇宙是一台伟大的量子计算机吗?跟随麻省理工学院赛斯·劳埃德教授的思维旅程，我们会发现答案是肯定的。宇宙中粒子间的相互作用，不仅仅交换能量，而且还传递信息，也就是说，它们不只在碰撞，而且还在(计算)。它们在计算什么？计算我们的宇宙如何演化。本书清晰地介绍了量子科技的发展脉络和其中关键的要点，为读者了解宇宙提供了一个全新的视角，展现了科学的神奇魅力，会给读者带来一场完全不同的思维体验。

赛斯·劳埃德（Seth Lloyd），美国麻省理工学院物理学教授、电子研究实验室首席研究员。曾在《纽约时报》《洛杉矶时报》和《华盛顿邮报》等刊登多篇文章，在《自然》《科学》《连线》《新科学家》《科学美国人》和《经济学人》等杂志发表多篇论文。

张文卓，笔名九维空间，物理学博士。毕业于中国科学院光学精密机械研究所量子光学重点实验室。曾在中国科学院物理研究所和丹麦奥尔胡斯（Aarhus）大学做博士后研究，在中国科学院量子信息与量子科技创新研究院（中国科学技术大学上海研究院）任副研究员，是墨子号量子科学实验卫星团队成员。现从事量子信息技术创业，担任夸密（Quakey）CEO。长期从事量子物理学方面的科普创作，发表多篇时效性科普文章，出版科普著作《爱在量子前》《大话量子通信》等。

量子计算科学家的宇宙之书！量子科技版的《时间简史》和《宇宙的琴弦》！美国《书单（Booklist）》杂志年度最佳科学图书！2004年诺贝尔物理学奖获得者弗朗克·维尔切克（Frank Wilczek）教授，2010年沃尔夫物理学奖获得者、奥地利科学院院长安东·蔡林格（Anton Zeilinger）教授，《如何建造时间机器》作者保罗·戴维斯（Pauld Davies）教授，南方科技大学李淼教授，北京理工大学尹璋琦教授，中国科学技术大学“科技袁人”袁岚峰博士联袂推荐。《纽约时报》《卫报》《书单》《连线》《SEED》等媒体、杂志高度评价！既通俗易懂，又全面深入，是一本通达量子物理学、计算机科学、复杂系统和宇宙学的必读书！

美国麻省理工学院物理学教授、量子计算科学家赛斯·劳埃德从最简单的概念“比特”开始，一步步论证宇宙是一台巨大的量子计算机，并给出了具体的数据：从大爆炸到现在，宇宙总共对10的92次方个比特执行了10的122次方次计算操作。作者对信息的本质、量子力学诠释、不确定原理、多重宇宙、时间与熵增、宇宙的起源和命运等深奥的大问题给出了引人入胜的论述。全书整体叙事宏大，而同时在细节上处理得科学而严谨，并注入了作者深厚的情感，是一本不可多得的科普著作，堪称量子科技版的《时间简史》。

中译本序Ⅰ（李淼）

中译本序Ⅱ：宇宙是一台量子计算机（尹璋琦）

译者的话（张文卓）

序：苹果和宇宙（赛斯·劳埃德）

第一篇整体图景

第1章引言

1.1量子计算机

1.2大自然的语言

1.3信息处理革命

第2章计算

2.1信息

2.2精度

2.3含义

2.4计算机

2.5逻辑电路

2.6不可计算性

第3章可计算的宇宙

3.1宇宙的故事（上）

3.2能量：热力学第一定律

3.3熵：热力学第二定律

3.4自由能

3.5宇宙的故事（下）

3.6秩序源于混沌（蝴蝶效应）

3.7通用计算机

3.8数码和量子

3.9计算和复杂

第二篇进阶之路

第4章信息和物理体系

4.1信息即物理

4.2计算模型的起源

4.3原子假说

4.4兰道尔原理

4.5未知扩散

4.6原子未知

4.7斯诺克

4.8自旋回波效应

4.9驱除麦克斯韦妖

4.10原子计算

第5章量子力学

5.1在那个花园

5.2波粒二象性

5.3双缝实验

5.4退相干

5.5量子比特

5.6海森伯不确定性原理（测不准原理）

5.7反转量子比特

5.8量子比特和退相干

5.9纠缠

5.10幽灵般的超距作用

5.11量子测量问题

5.12多世界

第6章原子开工

6.1与原子交谈

6.2量子计算

6.3又是测量问题

6.4因子分解

6.5搜索

6.6制造量子计算机

第7章通用计算机

7.1模拟宇宙

7.2模拟和现实

7.3计算型宇宙的历史

7.4计算的物理界限

7.5宇宙的计算能力

7.6那又怎样？

7.7量子计算和量子引力

第8章复杂性简化

8.1把东西变复杂

8.2算法信息

8.3算法概率

8.4什么是复杂性？

8.5有效复杂性

8.6为什么宇宙是复杂的？

8.7生命起源

8.8多世界再现

8.9未来

8.10作为人类

8.11普适思想

个人说明：信息的慰籍

补充说明

致谢