2025年大学《量子信息科学》专业题库—— 量子通信技术在卫生保健中的应用.docxVIP

2025年大学《量子信息科学》专业题库——量子通信技术在卫生保健中的应用

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.量子密钥分发（QKD）的核心优势在于利用了（）原理，提供了理论上不可破解的安全保障。

A.量子叠加

B.量子纠缠

C.量子不确定性

D.量子不可克隆

2.在BB84量子密钥分发协议中，发送方通过改变光子的（）来编码密钥信息。

A.传播时间

B.速度

C.偏振态

D.能量

3.以下哪项不是目前量子密钥分发技术面临的实际挑战？

A.传输距离受限

B.高成本设备

C.完全的安全性证明

D.光纤损耗影响

4.量子隐形传态的主要功能是（）。

A.直接传输量子态所携带的能量

B.在经典信道上传输任意量子态信息

C.实现量子密钥的分发

D.破坏原始量子态以保护信息安全

5.在远程医疗会诊中，量子通信技术主要解决的是（）问题。

A.图像压缩

B.音视频传输延迟

C.敏感医疗信息传输的安全保障

D.医生远程操作精度

6.医疗物联网（MedicalIoT）中，大量设备接入网络带来的主要安全风险是（）。

A.数据传输带宽不足

B.设备能耗过快

C.密码被破解导致数据篡改或伪造指令

D.网络协议不兼容

7.以下哪项应用场景最直接地体现了量子通信在保护个人隐私方面的价值？

A.高分辨率医学影像存储

B.实时病人生命体征远程监控

C.跨机构医疗大数据安全共享

D.医院内部办公自动化

8.量子通信技术目前主要应用于卫生保健领域的（）方面。

A.治疗手段的物理实施

B.医疗器械的制造材料

C.医疗信息的安全传输与管理

D.药物合成与研发过程

9.当量子通信系统受到侧信道攻击时，攻击者主要试图测量或干扰（）。

A.量子态的相位

B.量子比特的测量结果

C.传输光子的路径

D.密钥生成算法的具体步骤

10.与经典加密相比，量子加密的主要理论优势在于它能够（）。

A.实现更快的加密速度

B.使用更短的密钥

C.提供理论上对抗任何计算能力攻击的安全性

D.无需复杂的数学背景

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在题中的横线上）

1.量子通信之所以能够实现无条件安全，是基于量子力学中的__________原理和测量对量子态的__________效应。

2.目前光纤量子通信的主要限制在于__________效应，会导致光子量子态的退相干，限制传输距离。

3.量子密钥分发协议BB84中，需要至少两种不同的__________态来编码密钥。

4.在量子通信应用中，需要解决自由空间传输中存在的__________和__________问题。

5.量子通信在卫生保健领域的应用前景广阔，特别是在保障__________、__________等敏感医疗信息的安全方面具有独特优势。

6.量子隐形传态虽然不能传输能量，但可以传输量子信息的__________，实现“量子电话”或“量子互联网”的潜在基础。

7.为了克服量子通信传输距离的限制，研究人员正在探索星地量子通信等__________传输方式，以及量子中继器技术。

8.医疗物联网设备的安全通信，需要量子加密技术提供对抗__________攻击和__________攻击的强安全性保障。

三、简答题（每题5分，共15分）

1.简述量子密钥分发（QKD）的基本原理及其如何保证密钥传输的安全性。

2.简述量子通信技术应用于远程医疗的主要优势和可能面临的挑战。

3.简述量子通信技术在保护医疗大数据共享安全方面可能发挥作用的关键环节。

四、论述题（每题10分，共20分）

1.论述量子通信技术（以QKD为例）在实现电子病历（EHR）安全传输方面的重要意义，并分析当前QKD技术用于EHR安全传输可能存在的实际障碍。

2.结合量子通信的特点，论述其在未来智慧医疗或精准医疗体系中可能扮演的角色以及带来的变革性影响。

五、方案设计题（15分）

假设你需要为一个区域性医疗机构联盟设计一个基于量子通信的安全医疗数据交换方案。请简述方案的设计思路，包括至少选择哪种量子通信技术（如QKD），需要解决的关键技术问题（如