2025年大学《量子信息科学》专业题库—— 量子信息科学在公共安全中的潜在贡献.docxVIP

2025年大学《量子信息科学》专业题库——量子信息科学在公共安全中的潜在贡献

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）

1.量子比特（Qubit）区别于经典比特的关键在于其能够处于（）状态。

A.0和1

B.0或1

C.0和1的叠加

D.0和1的某种组合

2.量子纠缠的核心特性是（）。

A.量子比特的叠加性

B.量子不可克隆定理

C.两个或多个粒子之间存在一种相互依赖的关系，无论相距多远

D.量子隧穿效应

3.量子隐形传态利用了量子力学的（）原理。

A.波粒二象性

B.能量守恒

C.量子叠加和量子纠缠

D.量子不确定性

4.椭圆曲线密码学（ECC）的安全性基于（）的困难性。

A.大整数分解

B.整数开方

C.模运算

D.椭圆曲线上的离散对数

5.量子密钥分发（QKD）利用量子力学原理保证密钥分发的（）。

A.高效性

B.隐蔽性

C.安全性

D.稳定性

6.Grover算法的主要应用是（）。

A.实现超密编码

B.破解RSA密码

C.加速量子有哪些信誉好的足球投注网站

D.实现量子teleportation

7.Shor算法的主要威胁在于它能够（）。

A.加快量子计算速度

B.破解基于大整数分解的公钥密码体系（如RSA）

C.实现量子隐形传态

D.提高量子传感精度

8.在公共安全领域，量子雷达相较于传统雷达的主要优势可能在于（）。

A.更高的传输功率

B.更远的探测距离

C.更强的抗干扰能力和对隐身目标的可探测性

D.更低的成本

9.量子计算在情报分析中可能的应用包括（）。

A.加密通信

B.处理海量数据，进行模式识别和预测分析

C.生成随机数

D.设计量子密码算法

10.以下关于量子信息科学在公共安全应用前景的表述，正确的是（）。

A.量子技术将立即完全取代所有传统安全技术和设备

B.量子技术主要带来理论上的安全增强，短期内实际应用有限

C.量子技术对现有安全体系构成严峻挑战，但也提供了全新的安全保障手段

D.量子技术只对军事领域有重要意义，对民用公共安全影响不大

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在题后的横线上）

11.量子比特0和1可以同时存在的特性称为__________。

12.量子计算理论上可以比经典计算机更快地解决某些问题，例如______________和______________。

13.量子密钥分发（QKD）协议中，任何窃听行为都会不可避免地干扰量子态，从而被合法用户察觉，这主要依据的是量子力学的__________原理。

14.基于量子纠缠的量子隐形传态，传送的是粒子的__________信息，而不是粒子本身。

15.现有的公钥密码体系（如RSA）在面临未来量子计算机的攻击时，其安全性主要依赖于大整数分解问题的__________。

16.量子传感技术利用量子系统的__________特性，可能实现比传统传感器更高的精度和灵敏度。

17.公共安全领域的信息安全不仅涉及通信必威体育官网网址，还包括数据完整性、身份认证等多个方面，量子技术可以在__________等方面发挥作用。

18.量子计算对传统网络安全体系构成的潜在威胁，促使各国和研究机构积极探索更安全的后量子密码算法，例如基于格、编码、多变量等的密码学。

19.量子信息科学的发展不仅是技术进步，也引发了对网络安全、社会伦理等问题的深入思考和讨论。

20.除了密码和计算，量子传感、量子成像等技术在边境监控、反恐侦察、应急响应等公共安全场景中也展现出巨大的应用潜力。

三、简答题（每小题5分，共20分）

21.简述量子不可克隆定理的内容及其对量子通信安全的意义。

22.与经典密码学相比，量子密码学（特别是QKD）的主要优势体现在哪里？

23.简要说明量子计算可能如何加速情报分析中的某些任务。

24.针对量子计算对现有公钥密码体系的威胁，简述需要采取的应对措施。

四、论述题（每小题10分，共30分）

25.试述量子密钥分发（QKD）的基本原理，并分析其在公共安全通信中应用的价值和面临的挑战。

26.结合具体公共安全场景（如反恐、边境监控、网络攻防），论述量子信息科学（至少两个方面，