群文通練六量子技術(shù)主題解說量子科學(xué)和技術(shù)其實(shí)已經(jīng)在方方面面影響著我們的日常生活。我們目前正在廣為使用的計(jì)算機(jī)、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)航。用發(fā)展的眼光看，隨著微納加工、超冷原子量子調(diào)控等技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類將能夠制備出越來越復(fù)雜、功能越來越強(qiáng)大的各種人造量子系統(tǒng)。量子科學(xué)和技術(shù)的廣泛應(yīng)用最終將把人類社會(huì)帶入到量子時(shí)代，實(shí)現(xiàn)更高的工作效率、更安全的數(shù)據(jù)通信、更綠色的生活方式。一、(2018蕪湖期末)閱讀下面的文字，完成文后題目。材料一：俄新社莫斯科9月29日電借助“墨子號(hào)”量子通信衛(wèi)星，中國與奧地利的科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)洲際量子保密視頻通話。中國科學(xué)院的專家說：“我們成功實(shí)現(xiàn)了從衛(wèi)星到地面1200公里距離的量子密鑰分發(fā)、從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)，完成了量子保密視頻通話的第一組實(shí)驗(yàn)。得益于此，我們將通信質(zhì)量提到光纖通信的20倍。”這標(biāo)志著中國在量子密鑰分發(fā)、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等量子通信所涉及的三大領(lǐng)域全面領(lǐng)先世界。(選自2017年10月1日參考消息)材料二：量子通信，是一種新型的通訊方式。它傳輸?shù)牟辉偈墙?jīng)典信息而是量子態(tài)攜帶的量子信息。量子具有可疊加、非定域和不可克隆三大特性。正是基于此，科學(xué)家們解決了通信的絕對安全等經(jīng)典通信所存在的一系列根本性問題，使量子通信取得了絕對優(yōu)勢。量子通信，按其所傳輸?shù)男畔⑹墙?jīng)典還是量子分為兩類。前者主要用于量子密鑰的分發(fā)傳輸，后者則可用于量子隱形傳態(tài)(包括量子糾纏的分發(fā))。量子密鑰的分發(fā)傳輸，以量子態(tài)為信息載體，通過量子信道使通信收發(fā)雙方共享密鑰，并結(jié)合經(jīng)典信道實(shí)現(xiàn)經(jīng)典信息的安全傳遞。量子隱形傳態(tài)，利用分散量子纏結(jié)與一些物理訊息的轉(zhuǎn)換來傳送量子態(tài)至任意距離的位置，傳輸?shù)牟皇墙?jīng)典信息而是量子態(tài)攜帶的量子信息。與經(jīng)典通信方式比，量子通信具有明顯的優(yōu)勢。任何截獲或測試量子密鑰的操作，都會(huì)改變量子狀態(tài)，理論上有“無條件安全性”。在信息傳輸通道方面，經(jīng)典光通信利用光束攜帶經(jīng)典信息在光纖線路中傳輸；量子通信，尤其量子隱形傳態(tài)，作為信息載體的物理量子本身并未被傳遞，所傳送的只是量子的態(tài)，不需要任何線路媒質(zhì)，傳遞過程不會(huì)為任何障礙所阻隔，有超強(qiáng)干擾能力。根據(jù)量子力學(xué)的疊加原理，一個(gè)n維量子態(tài)含有2n個(gè)態(tài)信息，而量子并行性使得量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)對2n個(gè)數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，因此使用量子計(jì)算機(jī)對n維量子態(tài)進(jìn)行傳輸，效率極高。(摘自2017年10月5日中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng))材料三：20162020年量子通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景預(yù)測注市場滲透率是當(dāng)前市場需求和潛在市場需求的一種比較，即某一產(chǎn)品或服務(wù)預(yù)期可增加的市場需求量與當(dāng)前的市場需求量的比例，能反映該產(chǎn)品或服務(wù)的發(fā)展趨勢。(圖中數(shù)據(jù)來源于20162020中國量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景調(diào)查報(bào)告)材料四：量子通信技術(shù)雖然發(fā)展迅猛，實(shí)際應(yīng)用卻并不普遍。對此，中科院院士潘建偉認(rèn)為眼下技術(shù)已不是制約，關(guān)鍵在于成本和需求。他坦言，目前量子通信應(yīng)用成本較高。假設(shè)一個(gè)人只有幾十萬塊錢的存款，讓他每年花幾萬塊錢保證這筆錢“安全”他肯定不樂意。但如果每年只花幾百塊錢，就能保證上網(wǎng)、打電話、移動(dòng)支付都是安全的，相信有不少人會(huì)考慮使用。此外，從需求的迫切性來看，隨著人工智能時(shí)代到來，人類對網(wǎng)絡(luò)安全的要求將大大提升，量子通信現(xiàn)實(shí)應(yīng)用也會(huì)更加廣泛。潘建偉推測，對軍隊(duì)、銀行、政府機(jī)關(guān)等保密性較高的單位來說，量子通信廣泛應(yīng)用預(yù)計(jì)510年可實(shí)現(xiàn)。但如果是進(jìn)入尋常百姓家，也許10年，也許20年，具體還要看智能社會(huì)的到來有多快。(選自2017年9月18日澎湃新聞)1下列對材料相關(guān)內(nèi)容的梳理，不正確的一項(xiàng)是()A.C.D.2下列對材料相關(guān)內(nèi)容的概括和分析，正確的一項(xiàng)是()A得益于遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)、量子保密視頻通話實(shí)驗(yàn)的成功實(shí)現(xiàn)，我國科學(xué)家將光纖通信的通信質(zhì)量提高20倍。B由材料三可知，專網(wǎng)、公眾網(wǎng)、云安全及特殊應(yīng)用三大領(lǐng)域是量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要市場，且其在三大領(lǐng)域中的市場規(guī)模都在逐年擴(kuò)大。C從材料三看，量子通信產(chǎn)業(yè)，2018年以前在專網(wǎng)領(lǐng)域的市場滲透率最高，2019年后，在公眾網(wǎng)和云安全及特殊應(yīng)用領(lǐng)域，市場潛在需求會(huì)越來越大。D四則材料雖然來源不同，談?wù)摰慕嵌群椭攸c(diǎn)各有側(cè)重，但都對中國量子通信發(fā)展的情況以及當(dāng)前應(yīng)解決的主要問題作了深入分析。3從材料看，量子通信要能普遍應(yīng)用需要哪些條件？請分條作答。答：二、(2018益陽、湘潭9月調(diào)研)閱讀下面的文字，完成文后題目。材料一：中國從“墨子號(hào)”的投資中獲得了回報(bào)，完成了從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)，以及從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)。中國憑借在自然周刊上發(fā)表的這兩項(xiàng)成果確保了在量子通信這一未來通信技術(shù)領(lǐng)域的至上地位。該技術(shù)主要可以提升通信過程中的安全性。這枚科研衛(wèi)星于2016年8月16日發(fā)射，在距離地球500公里至1200公里處的低軌運(yùn)行，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)完成了三大實(shí)驗(yàn)：量子隱形傳態(tài)、量子糾纏分發(fā)和量子密鑰分發(fā)，此前這些實(shí)驗(yàn)僅在地面的光導(dǎo)纖維中完成過。(摘編自中國已成量子通信技術(shù)先驅(qū)，2017年8月16日參考消息)材料二：中國僅用一年時(shí)間完成既定兩年的科學(xué)目標(biāo)，“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星取得的成績讓科學(xué)家們備受鼓舞。他們提出新目標(biāo)：構(gòu)建量子通信全球組網(wǎng)。量子是構(gòu)成物質(zhì)的最基本單元，具有不可克隆和不可分割的特性。換句話說，若以量子作為載體來傳遞密鑰，竊聽必然會(huì)被發(fā)現(xiàn)。2003年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉團(tuán)隊(duì)提出利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)星地間量子通信、構(gòu)建覆蓋全球量子保密通信網(wǎng)的方案。2016年8月16日成功發(fā)射的“墨子號(hào)”是這項(xiàng)計(jì)劃的“第一步”。衛(wèi)星已相繼完成星地高速量子密鑰分發(fā)、量子糾纏分發(fā)和地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)三大科學(xué)目標(biāo)，成為量子通信通向?qū)嵱没摹瓣P(guān)鍵一步”。潘建偉說，“墨子號(hào)”的星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)是由衛(wèi)星發(fā)射量子信號(hào)，再由地面接收。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在1200公里的通信距離上，衛(wèi)星平均每秒發(fā)送4000萬個(gè)信號(hào)光子，一次實(shí)驗(yàn)可生成300千比特的密鑰。這項(xiàng)成果為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)?！澳犹?hào)”的地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)則是由地面發(fā)射糾纏光子，再由衛(wèi)星接收。這項(xiàng)成果為未來開展空間尺度量子通信網(wǎng)絡(luò)研究等奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員王建宇說，實(shí)現(xiàn)量子通信全球組網(wǎng)所需的衛(wèi)星個(gè)數(shù)取決于用戶需求和衛(wèi)星軌道，“如果是在地球同步軌道，理論上有三顆衛(wèi)星就能覆蓋全球”。他認(rèn)為從實(shí)用角度來說必須要構(gòu)建由高、中、低軌道衛(wèi)星組成的量子星座，衛(wèi)星發(fā)送密鑰的時(shí)間也將從當(dāng)前“墨子號(hào)”每次過境開展實(shí)驗(yàn)的10分鐘延長到數(shù)個(gè)小時(shí)。潘建偉說：“如果國家支持發(fā)射多顆量子通信衛(wèi)星，那么有希望到2030年左右，建成全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。”面向全球，中國科學(xué)家正在基于“墨子號(hào)”與國際同行開展合作，下一步將與歐洲量子通信團(tuán)隊(duì)聯(lián)合進(jìn)行洲際量子密鑰分發(fā)，德國、意大利等國的地面站也正在為與“墨子號(hào)”對接做準(zhǔn)備。(摘自中國科學(xué)家提出構(gòu)建“量子通信全球組網(wǎng)”，2017年8月10日中國新聞)4下列有關(guān)科學(xué)家對量子通信技術(shù)應(yīng)用的解說，不正確的一項(xiàng)是()A科學(xué)家利用量子不可克隆和不可分割的特性，以量子作為載體來傳遞密鑰，從而構(gòu)建的量子通信網(wǎng)可以提升通信過程中的安全性。B“墨子號(hào)”量子通信實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步論證了量子通信無法被竊聽，所取得的成績讓科學(xué)家們備受鼓舞，于是他們提出了“構(gòu)建量子通信全球組網(wǎng)”的新目標(biāo)。C早在“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射之前，中國科學(xué)家就提出了利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)星地間量子通信、構(gòu)建覆蓋全球量子保密通信網(wǎng)的方案。D有科學(xué)家認(rèn)為，理論上在地球同步軌道上發(fā)射三顆由高、中、低軌道衛(wèi)星組成的量子星座，就可以構(gòu)建覆蓋全球的量子通信網(wǎng)絡(luò)。5下列對材料相關(guān)內(nèi)容的概括和分析，不正確的一項(xiàng)是()A潘建偉帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)完成了“墨子號(hào)”通信實(shí)驗(yàn)中的“量子隱形傳態(tài)、量子糾纏分發(fā)和量子密鑰分發(fā)”三大既定科學(xué)目標(biāo)，為我國未來繼續(xù)引領(lǐng)世界量子通信技術(shù)發(fā)展的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。B中國在自然周刊上發(fā)表的兩項(xiàng)成果包括從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)，確保了中國在量子通信技術(shù)領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。C我國如果要建成全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)，就要發(fā)射多顆量子通信衛(wèi)星，這樣才有希望在2030年之前繼續(xù)保持這一領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。D衛(wèi)星由于具有方便覆蓋整個(gè)地球的獨(dú)特優(yōu)勢，是在全球尺度上實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離實(shí)用化量子密碼和量子隱形傳態(tài)最有希望的途徑，這在“墨子號(hào)”量子通信試驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。6根據(jù)上述材料，概括說明構(gòu)建量子通信全球組網(wǎng)必須具備哪些條件。答：答案精析1C“密鑰”應(yīng)為“量子(的)態(tài)”。2BA項(xiàng)原文的意思是“量子通信質(zhì)量比光纖通信高20倍”。C項(xiàng)從圖上看，2019年后，量子通信產(chǎn)業(yè)在公眾網(wǎng)領(lǐng)域的潛在市場需求未必“越來越大”。D項(xiàng)材料二只是介紹量子通信的知識(shí)，材料一、三沒有談及“當(dāng)前應(yīng)解決的主要問題”。3(1)量子通信逐步產(chǎn)業(yè)化，降低使用成本。(2)人工智能時(shí)代到來，人們對網(wǎng)絡(luò)安全的要求大大提升。解析根據(jù)“他坦言，目前量子通信應(yīng)用成本較高”，概括出“降低使用成本”。根據(jù)“從需求的迫切性來看，隨著人工智能時(shí)代到來，人類對網(wǎng)絡(luò)安全的要求將大大提升，量子通信現(xiàn)實(shí)應(yīng)用也會(huì)更加廣泛”，概括出“對網(wǎng)絡(luò)安全的要求大大提升”。4B“無法被竊聽”錯(cuò)，應(yīng)該是“竊聽必然會(huì)被發(fā)現(xiàn)”。5CC項(xiàng)“在2030年之前繼續(xù)保持這一領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位”無中生有。6發(fā)射衛(wèi)星(構(gòu)建能覆蓋全球的衛(wèi)星網(wǎng))；分發(fā)量子密鑰(完成星地高速量子密鑰分發(fā)，即由衛(wèi)星發(fā)射量子信號(hào)，再由地面接收)；進(jìn)行量子隱形傳態(tài)(實(shí)現(xiàn)地星量子隱形傳態(tài)，即由地面發(fā)射糾纏光子，再由衛(wèi)星接收)；建立地面站與量子衛(wèi)星對接。