量子科技试题及答案二

量子科技试题及答案二

1. 下列哪种现象不属于量子力学的基本效应（ ）

A. 光电效应

B. 量子纠缠

C. 牛顿运动定律

D. 波粒二象性

答案：C

解析：光电效应、量子纠缠、波粒二象性均是量子力学的基本效应或核心概念；牛顿运动定律是经典力学的核心定律，描述宏观物体的运动规律，不属于量子力学范畴。选项C正确。

2. 量子计算机实现并行计算的核心基础是（ ）

A. 量子隧穿效应

B. 量子叠加态

C. 量子纠缠

D. 玻色-爱因斯坦凝聚

答案：B

解析：量子计算机的并行计算能力源于量子叠加态——n个量子比特可同时表示2ⁿ种经典状态，在一次运算中对所有状态进行并行处理；量子纠缠是量子关联特性，量子隧穿、玻色-爱因斯坦凝聚与并行计算无直接关联。选项B正确。

3. 我国“京沪干线”的核心功能是（ ）

A. 量子计算机研发

B. 星地量子通信

C. 城际量子保密通信

D. 量子态存储

答案：C

4. 关于量子测量的表述，正确的是（ ）

A. 量子测量不会影响量子态

B. 量子测量会导致叠加态坍缩为确定态

C. 量子测量结果可精确预测单个量子的状态

D. 量子测量只能在实验室环境中进行

答案：B

解析：量子测量是量子力学的核心操作之一，其关键特征是会导致量子叠加态坍缩为某一种确定的本征态；测量结果无法精确预测单个量子的状态，只能预测不同结果的概率；量子测量并非仅能在实验室进行，实际量子通信等应用中也会涉及。选项B正确，A、C、D错误。

5. 下列哪种材料常用于超导量子比特的制备（ ）

A. 硅

B. 石墨烯

C. 铝、铌等超导材料

D. 光纤

答案：C

解析：超导量子比特的制备依赖于超导材料，常用的有铝、铌等，这些材料在极低温度下可实现零电阻超导状态；硅常用于半导体器件，石墨烯是二维材料，光纤用于光量子通信，均不用于超导量子比特制备。选项C正确。

6. 量子传感技术的核心优势是（ ）

A. 成本低

B. 体积小

C. 测量精度远超经典传感

D. 抗干扰能力弱

答案：C

解析：量子传感利用量子态的叠加、纠缠等特性，实现对物理量（如磁场、重力、温度）的超高精度测量，其测量精度远超传统经典传感技术；成本低、体积小并非量子传感的核心优势，且量子传感通常抗干扰能力较强。选项C正确，A、B、D错误。

7. 下列关于量子不可克隆定理的表述，正确的是（ ）

A. 任何量子态都可被精确克隆

B. 未知量子态无法被精确克隆

C. 只有玻色子态可被克隆

D. 量子态克隆不受量子力学限制

答案：B

解析：量子不可克隆定理是量子力学的基本定理之一，其核心内容是：未知的量子态无法被精确克隆；对于已知的量子态，虽可通过特定方式复制，但未知量子态的克隆受到量子力学基本原理的限制。选项B正确，A、C、D错误。

8. 量子通信与经典通信的本质区别是（ ）

A. 传输速度更快

B. 利用量子态作为信息载体

C. 传输距离更远

D. 设备成本更低

答案：B

解析：量子通信与经典通信的本质区别在于信息载体不同——量子通信用量子态（如光子的偏振态、自旋态）作为信息载体，经典通信用电磁波等经典物理量作为载体；量子通信的核心优势是安全性，并非传输速度更快、距离更远或成本更低。选项B正确，A、C、D错误。

9. 下列属于量子力学核心概念的有（ ）

A. 量子叠加

B. 量子纠缠

C. 波粒二象性

D. 万有引力

答案：ABC

解析：量子叠加、量子纠缠、波粒二象性均是量子力学的核心概念；万有引力是经典力学（牛顿力学）和广义相对论的概念，描述物体间的引力相互作用，不属于量子力学范畴。

10. 量子计算的主流技术路线包括（ ）

A. 超导量子

B. 光量子

C. 离子阱量子

D. 拓扑量子

答案：ABCD

解析：目前量子计算的主流技术路线包括超导量子、光量子、离子阱量子、拓扑量子等；超导量子和光量子是我国在量子计算领域重点突破的路线（如“祖冲之号”“九章”），离子阱和拓扑量子是国际上并行发展的重要路线。

11. 量子通信的主要应用场景包括（ ）

A. 金融数据加密传输

B. 政务信息安全通信

C. 星地一体通信网络

D. 普通民用无线网络

答案：ABC

解析：量子通信的核心优势是理论上绝对安全，主要应用于对安全性要求极高的场景，如金融数据加密传输、政务信息安全通信、星地一体保密通信网络等；普通民用无线网络对安全性要求相对较低，且量子通信设备成本较高，目前不适合广泛应用。

12. 下列关于玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的表述，正确的有（ ）

A. 发生在极低温度条件下

B. 涉及的粒子为玻色子

C. 大量粒子凝聚到同一量子态

D. 可用于量子传感和量子计算研究

答案：ABCD

解析：玻色-爱因斯坦凝聚是玻色子在极低温度、低密度条件下形成的集体量子态，大量粒子会凝聚到同一基态；该现象是量子力学的重要实验验证，目前已广泛应用于量子传感、量子计算、原子物理等领域的研究。