2025年大學(xué)《量子信息科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——量子信息科學(xué)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與規(guī)范考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題1.量子信息科學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)優(yōu)先考慮的關(guān)鍵環(huán)境因素包括電磁屏蔽、______、潔凈度及穩(wěn)定的______。2.用于制備超導(dǎo)量子比特的低溫系統(tǒng)通常需要達(dá)到______開(kāi)爾文量級(jí)，并需配合精密的______以實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的操控。3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)室功能劃分，量子比特制備區(qū)域應(yīng)與高精度的量子測(cè)量區(qū)域保持至少______米的物理隔離，以減少環(huán)境噪聲的相互干擾。4.實(shí)驗(yàn)室廢棄物處理需遵循分類收集原則，其中含有機(jī)溶劑的廢液應(yīng)與含______廢液嚴(yán)格分開(kāi)，并交由具備相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行無(wú)害化處理。5.量子信息實(shí)驗(yàn)室的安全管理體系應(yīng)包含風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、日常檢查、應(yīng)急預(yù)案及定期的______培訓(xùn)，確保所有人員熟悉安全操作規(guī)程。6.涉及量子密鑰分發(fā)的實(shí)驗(yàn)室，其物理安全防護(hù)等級(jí)需達(dá)到______級(jí)，以防止竊聽(tīng)和非法設(shè)備接入。7.量子計(jì)算機(jī)的錯(cuò)誤緩解算法依賴于對(duì)量子比特錯(cuò)誤類型的精確統(tǒng)計(jì)，這要求實(shí)驗(yàn)室具備完善的______記錄和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。8.實(shí)驗(yàn)室供配電系統(tǒng)應(yīng)采用獨(dú)立的專用回路，并配備______，以保障精密儀器運(yùn)行的電能質(zhì)量和安全。9.人員進(jìn)入具有輻射風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)區(qū)域（如中子源附近）必須佩戴符合標(biāo)準(zhǔn)的______，并接受定期劑量監(jiān)測(cè)。10.量子信息實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理應(yīng)遵循最小化原則，僅存儲(chǔ)與實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)直接相關(guān)的數(shù)據(jù)，并對(duì)涉密數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)和訪問(wèn)權(quán)限控制。二、判斷題1.為便于設(shè)備維護(hù)和人員通行，量子信息科學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部通道寬度一般不應(yīng)小于1.5米。()2.量子實(shí)驗(yàn)室常用的電磁屏蔽材料主要是鐵磁性材料，如坡莫合金。()3.實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的主要目的是降低室內(nèi)溫度，保證人員舒適度。()4.量子比特操控光束的路徑設(shè)計(jì)應(yīng)避免與其他實(shí)驗(yàn)設(shè)備的光路或人員活動(dòng)區(qū)域產(chǎn)生沖突。()5.任何情況下，實(shí)驗(yàn)室人員都必須佩戴護(hù)目鏡以防止飛濺物傷害眼睛。()6.量子信息實(shí)驗(yàn)室的涉密文件應(yīng)使用帶加密鎖的文件柜進(jìn)行存儲(chǔ)。()7.廢棄的量子芯片等硬件設(shè)備可以直接丟棄，無(wú)需特殊處理。()8.實(shí)驗(yàn)室安全應(yīng)急預(yù)案應(yīng)明確指定不同緊急情況下的聯(lián)絡(luò)人和響應(yīng)流程。()9.量子存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的少量惰性氣體廢料可以直接排放到大氣中。()10.實(shí)驗(yàn)室門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)支持多因素認(rèn)證，例如密碼、刷卡及指紋識(shí)別的組合。()三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述在量子信息科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，選擇特定位置建設(shè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)時(shí)需要綜合考量的主要因素。2.簡(jiǎn)述構(gòu)成量子信息科學(xué)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境控制系統(tǒng)的主要組成部分及其作用。3.簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)室制定并執(zhí)行化學(xué)品管理制度的必要性和主要環(huán)節(jié)。4.簡(jiǎn)述量子信息科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，針對(duì)精密測(cè)量設(shè)備進(jìn)行定期校準(zhǔn)的基本流程和重要性。5.簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)室廢棄物分類收集的主要類別及其后續(xù)處理的基本要求。6.簡(jiǎn)述在量子信息科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，落實(shí)人員安全培訓(xùn)和教育的主要方式和內(nèi)容。四、論述題1.論述量子信息科學(xué)實(shí)驗(yàn)室在物理安全方面需要采取的關(guān)鍵措施，并說(shuō)明其對(duì)于保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和設(shè)備安全的重要性。2.論述實(shí)驗(yàn)室制定并嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程對(duì)于預(yù)防事故、保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性和人員安全的重要意義，并結(jié)合量子信息實(shí)驗(yàn)的具體場(chǎng)景進(jìn)行說(shuō)明。五、案例分析題某大學(xué)新建量子信息科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，在選址時(shí)考慮了交通便利性，但距離校園主電源較遠(yuǎn)。在建設(shè)過(guò)程中，為了節(jié)省成本，選用了普通金屬板材進(jìn)行部分區(qū)域的電磁屏蔽處理，且實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部功能分區(qū)不夠清晰，存在人員交叉流動(dòng)頻繁的情況。請(qǐng)分析上述情況可能存在的安全隱患和潛在問(wèn)題，并提出相應(yīng)的改進(jìn)建議。試卷答案一、填空題1.溫度真空度2.磁屏蔽微波脈沖發(fā)生器3.0.54.放射性物質(zhì)5.安全事故應(yīng)急處理6.二7.實(shí)驗(yàn)記錄8.穩(wěn)壓器9.個(gè)人劑量計(jì)10.訪問(wèn)控制策略二、判斷題1.√2.×(應(yīng)為導(dǎo)電性能良好的非磁性材料，如銅、鋁或特定合金)3.×(主要目的是排除干擾、維持真空和特定溫控，而非單純降溫)4.√5.√6.√7.×(需按電子垃圾或含特定材料廢品進(jìn)行分類回收或處理)8.√9.×(需根據(jù)成分判斷是否屬于危險(xiǎn)廢物或特殊廢棄物進(jìn)行合規(guī)處理)10.√三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：考察對(duì)實(shí)驗(yàn)室選址綜合考慮能力的理解。需要從環(huán)境因素（電磁干擾、溫度濕度、振動(dòng)、潔凈度）、安全因素（輻射、化學(xué)品、高壓電）、設(shè)備因素（電源、網(wǎng)絡(luò)、維護(hù)便利性）、人員因素（交通便利性、人員流動(dòng)）以及成本效益等多個(gè)維度進(jìn)行闡述。2.解析思路：考察對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境控制系統(tǒng)的掌握。需要列舉出關(guān)鍵子系統(tǒng)，如空調(diào)系統(tǒng)（溫濕度控制）、真空系統(tǒng)、潔凈系統(tǒng)、電磁屏蔽系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)，并簡(jiǎn)述每個(gè)系統(tǒng)的核心作用（維持穩(wěn)定、排除干擾、保障運(yùn)行）。3.解析思路：考察對(duì)化學(xué)品管理重要性和流程的理解。重要性在于防止中毒、火災(zāi)、爆炸等事故。流程應(yīng)涵蓋采購(gòu)登記、儲(chǔ)存規(guī)范（分區(qū)、隔離）、領(lǐng)用審批、使用監(jiān)控、廢液分類處理等環(huán)節(jié)。4.解析思路：考察對(duì)設(shè)備校準(zhǔn)流程和意義的理解。流程包括制定校準(zhǔn)計(jì)劃、選擇校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)或人員、現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)操作、出具校準(zhǔn)證書(shū)、記錄存檔等。意義在于確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性和可比性，滿足實(shí)驗(yàn)精度要求，符合規(guī)范認(rèn)證。5.解析思路：考察對(duì)廢棄物分類和處理要求的掌握。主要類別應(yīng)包括：一般廢棄物（紙張、辦公用品）、有害廢棄物（化學(xué)品廢液、廢電池）、電子廢棄物（設(shè)備殘?。⒎派湫詮U棄物（若涉及）。處理要求是依據(jù)國(guó)家法規(guī)進(jìn)行分類收集、交由有資質(zhì)單位處理。6.解析思路：考察對(duì)人員安全培訓(xùn)教育方式和內(nèi)容的理解。方式可以包括入職培訓(xùn)、定期講座、操作演示、模擬演練、考核評(píng)估等。內(nèi)容應(yīng)涵蓋實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)則、設(shè)備操作、危險(xiǎn)源識(shí)別、應(yīng)急處理、個(gè)人防護(hù)等。四、論述題1.解析思路：考察對(duì)量子信息實(shí)驗(yàn)室物理安全關(guān)鍵措施及其重要性的綜合論述能力。關(guān)鍵措施應(yīng)包括：嚴(yán)格的門(mén)禁系統(tǒng)（多因素認(rèn)證）、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)、電磁屏蔽、環(huán)境隔離（特別是對(duì)敏感設(shè)備）、消防系統(tǒng)、化學(xué)品存儲(chǔ)安全、廢棄物處理規(guī)范等。重要性在于保護(hù)昂貴且脆弱的實(shí)驗(yàn)設(shè)備免遭損壞或盜竊，保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性，防止因外部干擾或未授權(quán)訪問(wèn)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗或產(chǎn)生安全隱患。2.解析思路：考察對(duì)操作規(guī)程重要性的深入理解和結(jié)合實(shí)際論述的能力。應(yīng)從規(guī)范操作行為、降低人為失誤、保障人員安全、確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果有效性、滿足合規(guī)性要求等方面論述其意義。結(jié)合量子信息實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，可以舉例說(shuō)明，如不按規(guī)程操作可能導(dǎo)致量子比特狀態(tài)制備失敗、測(cè)量噪聲增大、設(shè)備損壞、甚至引發(fā)安全事故（如高壓電、化學(xué)品泄漏），強(qiáng)調(diào)規(guī)程對(duì)于實(shí)現(xiàn)精密控制和可靠結(jié)果不可或缺的作用。五、案例分析題解析思路：*識(shí)別問(wèn)題：*電源距離遠(yuǎn)：可能導(dǎo)致電壓不穩(wěn)、浪涌損壞精密儀器、供電可靠性低、布線復(fù)雜且成本高。*屏蔽材料普通：普通金屬板材屏蔽效能低，無(wú)法有效阻擋外界電磁干擾，影響量子比特的相干性和實(shí)驗(yàn)精度。*功能分區(qū)不清、交叉流動(dòng)：易產(chǎn)生相互干擾（電磁、振動(dòng)、人員走動(dòng)引入噪聲）、增加安全風(fēng)險(xiǎn)（如化學(xué)品交叉污染、意外觸碰危險(xiǎn)設(shè)備）、影響實(shí)驗(yàn)效率、不利于維護(hù)管理。*提出改進(jìn)建議：*電源：新建實(shí)驗(yàn)室應(yīng)規(guī)劃在靠近變電所或設(shè)置專用配電室的位置，使用高規(guī)格的穩(wěn)壓電源和UPS系統(tǒng)，合理設(shè)計(jì)布線方案。