2025年大學(xué)《量子信息科學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——量子信息科學(xué)在金融科技中的作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.量子比特（Qubit）與經(jīng)典比特的主要區(qū)別在于其能夠處于狀態(tài)|0?和|1?的_______。A.線(xiàn)性組合B.邏輯運(yùn)算C.物理實(shí)現(xiàn)D.傳輸速率2.量子疊加原理指的是一個(gè)量子系統(tǒng)可以同時(shí)處于多個(gè)可能狀態(tài)的_______。A.簡(jiǎn)單求和B.線(xiàn)性組合C.互斥疊加D.幾何疊加3.量子糾纏被認(rèn)為是量子信息科學(xué)中最核心的特征之一，其關(guān)鍵特性是兩個(gè)或多個(gè)粒子之間存在_______。A.獨(dú)立性B.相干性C.不可分割的關(guān)聯(lián)性D.時(shí)序性4.在金融科技領(lǐng)域，量子優(yōu)化算法最常被寄予厚望的應(yīng)用方向是_______。A.量子密鑰分發(fā)B.金融衍生品實(shí)時(shí)定價(jià)C.投資組合優(yōu)化和風(fēng)險(xiǎn)管理D.量子隨機(jī)數(shù)生成5.HHL算法（Harrow-Hassidim-Lloyd算法）在理論上能夠加速求解線(xiàn)性方程組，其在金融領(lǐng)域的潛在應(yīng)用可能涉及_______。A.生成高頻交易信號(hào)B.加密敏感金融數(shù)據(jù)C.加速大規(guī)模金融網(wǎng)絡(luò)分析D.精確計(jì)算期權(quán)波動(dòng)率6.量子隨機(jī)數(shù)生成器（QRNG）相較于傳統(tǒng)隨機(jī)數(shù)生成器，其主要優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)具有更高的_______。A.可預(yù)測(cè)性B.可重復(fù)性C.預(yù)測(cè)難度（不可預(yù)測(cè)性）D.確定性7.量子密鑰分發(fā)（QKD）利用量子力學(xué)原理（如不確定性原理或測(cè)量的塌縮）來(lái)保證密鑰分發(fā)的_______。A.高效性B.經(jīng)濟(jì)性C.不可竊聽(tīng)性D.可存儲(chǔ)性8.當(dāng)前制約量子計(jì)算在金融科技中廣泛應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸之一是_______。A.量子算法的理論復(fù)雜性B.可擴(kuò)展量子錯(cuò)誤率過(guò)高C.金融行業(yè)對(duì)量子技術(shù)的認(rèn)知不足D.缺乏支持量子計(jì)算的監(jiān)管框架9.所謂“后量子密碼”（PQC）是指旨在抵抗未來(lái)量子計(jì)算機(jī)攻擊的新型密碼學(xué)方案，這對(duì)于保護(hù)現(xiàn)有的_______金融系統(tǒng)至關(guān)重要。A.基于經(jīng)典公鑰體系的所有B.基于量子密鑰分發(fā)的所有C.基于經(jīng)典對(duì)稱(chēng)加密的所有D.基于生物識(shí)別技術(shù)的所有10.將量子信息科學(xué)應(yīng)用于金融科技，除了帶來(lái)技術(shù)上的革新，也可能引發(fā)對(duì)_______等倫理和社會(huì)問(wèn)題的討論。A.數(shù)據(jù)隱私保護(hù)B.金融市場(chǎng)公平性C.技術(shù)鴻溝加劇D.以上所有二、填空題1.量子比特的疊加態(tài)可以用一個(gè)二維向量|ψ?=a|0?+b|1?表示，其中|a|2和|b|2分別代表測(cè)量得到狀態(tài)|0?和|1?的_______。2.量子糾纏使得處于糾纏態(tài)的兩個(gè)粒子，無(wú)論相隔多遠(yuǎn)，測(cè)量其中一個(gè)粒子的狀態(tài)會(huì)瞬間影響到另一個(gè)粒子的狀態(tài)，體現(xiàn)了量子世界的_______現(xiàn)象。3.量子近似優(yōu)化算法（QAOA）是一種介于傳統(tǒng)算法和量子算法之間的混合算法，它常被用于解決金融領(lǐng)域中的_______問(wèn)題。4.量子機(jī)器學(xué)習(xí)旨在利用量子計(jì)算的并行性和特殊性來(lái)加速或改進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，例如量子支持向量機(jī)（QSVM）可以更有效地處理高維金融數(shù)據(jù)。5.量子密鑰分發(fā)（QKD）協(xié)議，如BB84協(xié)議，能夠檢測(cè)到任何竊聽(tīng)行為，因?yàn)樗诹孔恿W(xué)的基本原理，如單光子源的_______和測(cè)量的塌縮。6.量子計(jì)算對(duì)現(xiàn)有RSA、ECC等公鑰密碼體系的威脅在于，某些已知的量子算法（如Grover算法和Shor算法）能夠在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)破解這些密碼系統(tǒng)。7.量子隨機(jī)數(shù)生成器利用量子力學(xué)的不確定性原理或量子過(guò)程的隨機(jī)性來(lái)生成真正隨機(jī)的比特流，這對(duì)于金融交易中的_______至關(guān)重要。8.金融科技（Fintech）是金融（Finance）與信息科技（InformationTechnology）的交叉領(lǐng)域，而量子信息科學(xué)（QIS）與金融科技的結(jié)合形成了新興的_______領(lǐng)域。9.盡管量子計(jì)算在金融科技中展現(xiàn)出巨大潛力，但目前主流的量子計(jì)算機(jī)仍處于早期發(fā)展階段，被稱(chēng)為NISQ（NoisyIntermediate-ScaleQuantum）設(shè)備，其面臨的主要挑戰(zhàn)包括高錯(cuò)誤率和有限的_______。10.對(duì)金融機(jī)構(gòu)而言，理解和探索量子信息科學(xué)在金融科技中的應(yīng)用，有助于把握未來(lái)的發(fā)展機(jī)遇，例如利用量子優(yōu)化進(jìn)行更優(yōu)的投資組合構(gòu)建，從而提升_______。三、簡(jiǎn)答題1.請(qǐng)簡(jiǎn)述量子疊加與經(jīng)典比特的“或”邏輯門(mén)操作在概念上的主要區(qū)別。2.簡(jiǎn)要說(shuō)明量子密鑰分發(fā)（QKD）相比傳統(tǒng)加密方法在安全性方面的主要優(yōu)勢(shì)。3.列舉并簡(jiǎn)要說(shuō)明量子信息科學(xué)在金融科技領(lǐng)域至少三個(gè)不同的潛在應(yīng)用方向。四、論述題1.分析當(dāng)前量子計(jì)算技術(shù)（特別是NISQ設(shè)備）在解決實(shí)際金融科技問(wèn)題（如優(yōu)化或機(jī)器學(xué)習(xí)）時(shí)面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)，并探討可能的應(yīng)對(duì)策略。2.闡述量子信息科學(xué)的發(fā)展可能對(duì)金融市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)作方式以及監(jiān)管體系產(chǎn)生哪些深遠(yuǎn)的影響和變革。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.C5.C6.C7.C8.B9.A10.D二、填空題1.概率2.非定域性(或“量子非定域性”)3.優(yōu)化4.特征5.不可克隆性(或“量子不可克隆定理”)6.破壞7.安全性8.量子金融科技(或“量子金融”)9.規(guī)?；?或“可擴(kuò)展性”)10.投資回報(bào)(或“盈利能力”、“績(jī)效”)三、簡(jiǎn)答題1.量子疊加是指量子比特可以同時(shí)處于|0?和|1?的線(xiàn)性組合態(tài)，測(cè)量時(shí)才會(huì)坍縮到其中一種狀態(tài)，且每種狀態(tài)有對(duì)應(yīng)概率。而經(jīng)典比特的“或”邏輯門(mén)操作，其輸出結(jié)果是輸入比特中至少有一個(gè)為1，輸出必定為1，不存在“同時(shí)”處于兩種狀態(tài)的疊加概念。2.QKD利用量子力學(xué)原理（如海森堡不確定性原理或單光子不可克隆性）確保密鑰分發(fā)的安全性。任何竊聽(tīng)行為都會(huì)不可避免地干擾量子態(tài)的傳輸，從而被合法雙方檢測(cè)到。這使得QKD能夠提供理論上的無(wú)條件安全（或信息論安全）密鑰分發(fā)，而傳統(tǒng)加密方法的安全性依賴(lài)于數(shù)學(xué)難題的假設(shè)，存在被未來(lái)量子計(jì)算機(jī)破解的風(fēng)險(xiǎn)。3.量子信息科學(xué)在金融科技領(lǐng)域的潛在應(yīng)用方向包括：①量子優(yōu)化，用于解決投資組合優(yōu)化、交易路徑優(yōu)化、供應(yīng)鏈金融等問(wèn)題，以期獲得更優(yōu)解；②量子機(jī)器學(xué)習(xí)，用于加速金融數(shù)據(jù)分析、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、欺詐檢測(cè)等任務(wù)；③量子隨機(jī)數(shù)生成，為金融交易、加密貨幣等提供更高安全性和質(zhì)量的隨機(jī)數(shù)源；④量子加密與安全，利用QKD保障金融通信和交易的安全，并研究抗量子密碼（PQC）以應(yīng)對(duì)量子計(jì)算威脅。四、論述題1.NISQ設(shè)備面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)策略：①可擴(kuò)展性差和錯(cuò)誤率高：NISQ設(shè)備量子比特?cái)?shù)量有限且易受噪聲干擾，難以運(yùn)行復(fù)雜的量子算法。應(yīng)對(duì)策略包括開(kāi)發(fā)容錯(cuò)量子計(jì)算理論和技術(shù)，設(shè)計(jì)更魯棒的量子糾錯(cuò)編碼方案，以及專(zhuān)注于NISQ設(shè)備擅長(zhǎng)的特定問(wèn)題（如小規(guī)模優(yōu)化）；②算法理論不完善：許多量子算法仍處于理論探索階段，實(shí)際應(yīng)用效果未知。應(yīng)對(duì)策略包括加強(qiáng)量子算法設(shè)計(jì)與分析研究，特別是針對(duì)金融問(wèn)題的定制化算法；③人才短缺：既懂量子信息又懂金融科技的人才稀缺。應(yīng)對(duì)策略包括加強(qiáng)跨學(xué)科教育，培養(yǎng)復(fù)合型人才，以及促進(jìn)學(xué)術(shù)界與金融行業(yè)的合作交流；④集成與標(biāo)準(zhǔn)化困難：將量子計(jì)算整合到現(xiàn)有的金融系統(tǒng)中存在技術(shù)和管理障礙。應(yīng)對(duì)策略包括開(kāi)發(fā)量子云平臺(tái)和服務(wù)，建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行充分的試點(diǎn)驗(yàn)證。2.量子信息科學(xué)對(duì)金融市場(chǎng)的影響：①交易速度與效率提升：量子優(yōu)化和量子機(jī)器學(xué)習(xí)可能極大提升高頻交易策略的效率，優(yōu)化市場(chǎng)微觀(guān)結(jié)構(gòu)，但也可能加劇市場(chǎng)波動(dòng)或引發(fā)新的市場(chǎng)壟斷風(fēng)險(xiǎn)；②風(fēng)險(xiǎn)管理革新：量子計(jì)算能更高效地模擬復(fù)雜金融衍生品定價(jià)和進(jìn)行大規(guī)模風(fēng)險(xiǎn)聚合分析，有助于更準(zhǔn)確地評(píng)估系統(tǒng)性風(fēng)