河北省部分校
2025
届高三学业质量检测卷(五)
语文试题
一、阅读(
70
分)
(一)阅读Ⅰ(本题共
5
小题,
19
分)
阅读下面的文字,完成小题。
材料一:
在哪里能够一睹量子计算机的真容?北京量子信息科学研究院(以下简称
“
北京量子院
”
)的量子极低温实验室是一个不错的选择。走进实验室,一眼就可看到插满线缆的
“
庞然大物
”
,实验室像是赛博世界(指虚拟世界)的巨型车间。
咦,
“
极低温
”
,为什么我还不冷?传说中的
“
绝对零度
”
呢?
“
绝对零度
”
就在实验室一台悬空的圆筒状
“
冰箱
”
里。这台巨大的
“
冰箱
”
,最核心位置的温度仅比绝对零度高出一丁点儿(约为绝对零度以上
0
.
01
摄氏度)。其中泛着金属光泽的铝罐里,竖着若干根如俄罗斯套娃般嵌套的金色圆柱,圆柱围成一圈,中央是一盏长满无数线缆的
“
吊灯
”
,牵出的线缆透过层层叠叠的金属层,连接底座上的量子芯片。
超导量子计算芯片、扮演大冰箱角色的稀释制冷机,再加上配套的电子学设备——量子计算机的
“
三件套
”
,好了,这就算饱了眼福了。
为啥非得用这么高级的
“
冰箱
”
?原来,量子态非常脆弱,极低温环境可以尽量降低热噪声,大
“
冰箱
”
还能为量子芯片隔离外界的电磁噪声,只有这样,量子计算才可能尽量精准。
北京量子院研究员金贻荣指着其中一台
“
庞然大物
”
说,如果是处理随机线路取样等特定问题,量子计算机的计算速度比最快的经典计算机要快上万倍。
传统计算机信息量的最小单位是比特(
BIT
,也就是
“
二进制数
”
的缩写),量子计算也借用这个概念,不过
“
量子比特
”
可不是数,而是量子态。量子比特在同一时刻可有两种状态相互叠加,就好像一枚硬币在半空中不断旋转,让人无法辨清正反面孰上孰下。正是这种叠加态,让量子计算的计算能力较传统计算有了指数级的增强。
无从揣摩的量子态,使得量子计算天生适于处理密码破译、金融分析、天气预报等变化莫测的计算难题。以
“
玄
”
解
“
玄
”
,量子计算将带我们探索更多的未知,将我们视为
“
魔法
”
的事物变为现实。
经典计算机经过近
80
年的发展,晶体管越做越小,中间的阻隔也越来越薄,
3
纳米芯片的阻隔仅相当于几十个原子成列。如此下去,芯片上可能会发生量子隧穿效应,
“
0
”
和
“
1
”
的精准分别失灵,传统计算也就触到了
“
天花板
”
。
替代方案是什么?算力升上去、能耗降下来的量子计算,为各方所看好。不过,量子计算的应用生态建设还刚刚起步。
“
在实验室里造出了量子计算机,接下来的紧迫任务就是怎样让它在更多应用场景发挥威力。我们的想法是,让大算力的量子计算机联网、上云,不必局限于本地应用。
”
中国科学院物理研究所研究员范桁介绍由北京量子院研发的
Quafu
量子计算云平台及算力集群时这样说。
(摘编自《量子计算,怎么它就这么玄?》)
材料二:
量子态可以叠加,因此量子信息也是可以叠加的。这是量子计算中可以实现并行性的重要基础,即可以同时输入和操作多个量子比特的叠加态。在宏观世界,我们的状态都是确定的,也就是说,同一时间我们只能出现在一个地方。
而在量子世界里,在不被观测的情况下,你可以既在深圳又在广州,既在
“
摸鱼
”
又在工作。
量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。在理解量子计算的概念时,通常将它和经典计算相比较。
经典计算使用二进制的数字电子方式进行运算,而二进制总是处于
0
或
1
的确定状态。量子计算和现有的计算模式完全不同,它借助量子力学的叠加特性,能够实现计算状态的叠加,它不仅包含
0
和
1
,还包含
0
和
1
同时存在的叠加态。
普通计算机中的
2
位寄存器在某一时间仅能存储
4
个二进制数(
00
、
01
、
10
、
11
)中的一个,而量子计算机中的
2
位量子比特寄存器可同时存储这四种状态的叠加状态。随着量子比特数目的递增,量子信息可以处于两种可能状态的叠加,配合量子力学演化的并行性,可以展现比传统计算机更快的处理速度;利用量子纠缠的特性,理论上,量子计算机相较于当前使用最强算法的经典计算机,在一些具体问题上,有更快的处理速度和更强的处理能力。
(摘编自《量子计算简述》)
材料三:
量子计算以其超凡的计算能力和解决复杂问题的能力,为现有的网络安全体系带来了实质性的威胁。传统的加密技术,比如
RSA
(公开密钥密码系统)和
ECC
(椭圆曲线密码体制),依赖于现有计算能力不能在合理时间内解决某些数学问题。量子计算机的强大计算能力使得这些传统的加密算法变得不再安全。量子计算机可能在瞬间解决传统计算机需要几十年甚至几百年才能解决的问题,这对现有的网络安全体系构成了重大的威胁,我们必须不断地更新和升...
(高三语文上册)河北省部分校2025届高三学业质量检测卷(五)试题(解析版).docx