本書共6章，基本覆蓋了量子信息全方位的基礎(chǔ)知識。第1章概述了量子信息及其研究方向；第2章介紹了量子信息的基本概念，包括量子比特、量子邏輯門、量子測量、量子線路、量子算法和量子信息；第3章介紹了量子信息的數(shù)學基礎(chǔ),包括向量空間、線性算子、內(nèi)積與外積、特征值與特征向量、伴隨、張量積、算子函數(shù)、對易式與反對易式、極式分解；第4章介紹了量子信息的物理基礎(chǔ)，從量子力學的四個基本假設(shè)出發(fā),介紹了密度算子與Schmidt分解和純化；第5章介紹了量子計算的基礎(chǔ)知識,包括量子計算模型、構(gòu)造量子計算的技術(shù)、量子算法、量子計算的物理實現(xiàn)、量子機器學習；第6章從量子通信安全出發(fā),介紹了量子密鑰分發(fā)、密集編碼、量子秘密共享、量子安全直接通信、量子認證、量子兩方安全計算。