2025年大學(xué)《量子信息科學(xué)》專業(yè)題庫——量子信息科學(xué)在當(dāng)代社會(huì)中的地位考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.量子比特（qubit）與經(jīng)典比特（bit）最根本的區(qū)別在于其能夠利用量子力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)（）。A.更高的傳輸速度B.更低的能耗C.同時(shí)處于0和1的疊加態(tài)D.更強(qiáng)的計(jì)算能力2.量子通信安全性主要來源于量子力學(xué)的基本原理，其中保證密鑰無法被竊聽的關(guān)鍵是（）。A.量子不可克隆定理B.量子測(cè)量塌縮C.量子糾纏特性D.量子隱形傳態(tài)3.在當(dāng)前階段，量子計(jì)算在哪些問題上展現(xiàn)出超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的潛力？（多選）A.大規(guī)模數(shù)據(jù)庫搜索B.協(xié)同優(yōu)化問題C.某些特定化學(xué)分子模擬D.圖像識(shí)別4.以下哪項(xiàng)不是量子信息科學(xué)帶來的潛在社會(huì)影響領(lǐng)域？A.改變?nèi)虻鼐壵胃窬諦.推動(dòng)人工智能技術(shù)突破C.實(shí)現(xiàn)絕對(duì)安全的通信D.促進(jìn)個(gè)性化精準(zhǔn)醫(yī)療5.量子傳感器相比傳統(tǒng)傳感器的主要優(yōu)勢(shì)在于能夠達(dá)到（）。A.更低的制造成本B.更高的測(cè)量精度C.更快的響應(yīng)速度D.更小的體積二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）6.量子疊加態(tài)是指量子比特可以同時(shí)處于|0?和|1?的______狀態(tài)。7.量子糾纏是指多個(gè)量子粒子之間存在的某種關(guān)聯(lián)，即使相隔遙遠(yuǎn)，測(cè)量其中一個(gè)粒子的狀態(tài)會(huì)瞬時(shí)影響另一個(gè)粒子的狀態(tài)，這種現(xiàn)象體現(xiàn)了量子世界的______。8.量子密鑰分發(fā)（QKD）利用了量子力學(xué)中的______原理，確保密鑰分發(fā)的安全性。9.量子計(jì)算在藥物研發(fā)領(lǐng)域的主要潛力在于能夠模擬復(fù)雜分子的______過程，加速新藥發(fā)現(xiàn)。10.量子信息科學(xué)作為一門新興交叉學(xué)科，其發(fā)展不僅依賴于物理學(xué)，也與現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及______等學(xué)科緊密相關(guān)。三、簡答題（每小題5分，共15分。）11.簡述量子計(jì)算相較于經(jīng)典計(jì)算在處理特定問題上的主要優(yōu)勢(shì)是什么？12.簡要說明量子傳感器的基本原理，并列舉一例其在當(dāng)代社會(huì)中的應(yīng)用。13.闡述量子信息科學(xué)的發(fā)展對(duì)全球科技競(jìng)爭格局可能產(chǎn)生的影響。四、論述題（10分。）14.結(jié)合具體實(shí)例，論述量子信息科學(xué)在推動(dòng)當(dāng)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的作用和潛力。試卷答案1.C2.A3.A,B,C4.C5.B6.線性7.非定域性8.不可克隆9.化學(xué)反應(yīng)10.材料11.解析思路：量子計(jì)算利用量子疊加和量子糾纏原理，可以并行處理大量可能性，對(duì)于某些特定問題，如大數(shù)分解、模擬量子系統(tǒng)、優(yōu)化問題等，其計(jì)算速度可能遠(yuǎn)超經(jīng)典計(jì)算機(jī)。12.解析思路：量子傳感器利用量子系統(tǒng)的敏感性，如原子或離子在磁場(chǎng)、電場(chǎng)、溫度等外界擾動(dòng)下的量子態(tài)變化，進(jìn)行高精度測(cè)量。例如，基于原子干涉的量子陀螺儀可用于導(dǎo)航系統(tǒng)，提供比傳統(tǒng)陀螺儀更高的精度和穩(wěn)定性。13.解析思路：量子信息科學(xué)是當(dāng)前科技競(jìng)爭的前沿領(lǐng)域，各國紛紛投入巨資進(jìn)行研發(fā)，形成了新的科技競(jìng)爭焦點(diǎn)。掌握核心技術(shù)的國家可能在信息技術(shù)、國家安全、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域獲得戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，重塑全球科技和產(chǎn)業(yè)格局。14.解析思路：量子信息科學(xué)通過推動(dòng)量子計(jì)算、量子通信、量子傳感等技術(shù)的發(fā)展，正在深刻影響當(dāng)代社會(huì)。例如，量子計(jì)算有望加速新材料研發(fā)、藥物設(shè)計(jì)、金融建模等，提升生產(chǎn)效率和創(chuàng)新能力；量子通信提供更安全的網(wǎng)絡(luò)通信保障，促進(jìn)信息社會(huì)的發(fā)展；量子傳