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《量子世界里的“筋斗云”》阅读练习及答案
12.阅读下面的文字,完成(1)~(4)题。(25分)
量子世界里的“筋斗云”
  潘建伟是国际量子信息实验研究领域的杰出科学家。他12年前回国组建实验室,培养了一个有着国际一流水平的量子物理实验团队,为中国在该领域迅速走到世界前列作出了突出贡献。
  潘建伟谦和专注,高深晦涩的量子力学,经过他的演绎,变得通俗易懂。家喻户晓的《西游记》,成为他阐释研究的载体。他说,《西游记》里的“千里眼”“顺风耳”,以电视、电话等形式成为现实。而他现在的研究中,则有通过量子态的远距离隐形传输实现孙悟空“筋斗云”的内容。
  “若要让A地的量子态出现在B地,只要先在两地之间建立量子纠缠,然后对两地的量子态分别进行适当的操作,B地的量子态就会将A地量子态的所有特性完全复制过去。这就像孙悟空翻了个筋斗云,一眨眼工夫就出现在另一个地方。”
  潘建伟2011年当选为中科院院士,是当年中科院最年轻的院士。他告诉记者,高中物理的学习,开启了他物理人生的大门。在大学和研究生阶段,潘建伟逐步进入了量子力学的研究领域。量子力学告诉人们,观测者的行为是可以影响世界的。这让年轻的潘建伟感受到这个学科在哲学上的积极意义。因此,揭示量子世界的奥秘成为潘建伟毕生的奋斗目标。
  1996年,潘建伟前往奥地利因斯布鲁克大学攻读博士学位,那里汇集了当时国际量子物理领域的最顶尖人才和技术。据他讲,当时国内这一领域多偏重于理论,他希望去奥地利学习当时最先进的量子光学实验技术,以后回国建立自己的实验室。
  自1999年起,潘建伟每年都利用假期回到国内讲学,为我国在量子信息领域的发展提出建议,并带动一批研究人员进入这个领域。开始的时候,这个量子物理与信息技术交叉的新兴领域在国内还处于萌芽阶段,其重要性在当时还普遍不为人所理解和认同,甚至有人还质疑量子信息为伪科学。直到潘建伟和同事在国际上首次实验实现了量子态隐形传输,相关论文同伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等影响世界的重大研究成果一起被《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典论文”,质疑声才逐渐减弱,量子信息研究在国内才雨后春笋般发展起来。
  经过十多年的钻研,潘建伟的研究成果5次入选欧洲物理学会评选的年度国际物理学重大进展、4次入选美国物理学会评选的年度国际物理学重大事件、7次入选两院院士评选的中国年度十大科技进展新闻。潘建伟也先后获得欧洲物理学会菲涅尔奖、国际量子信息领域最高荣誉国际量子通信奖、香港求是科技基金会“杰出科学家奖”等国内外奖项。
  “越是神秘莫测,越能激发起我探究的兴趣。”被爱因斯坦称为“遥远地点间幽灵般的相互作用”的量子纠缠,让潘建伟深深着迷。量子纠缠更具有现实意义的地方在于,可用于在通信双方之间建立量子密码,实现具有战略意义的无条件安全的通信方式。量子纠缠的整体性保证了,一旦作为信息载体的量子态被窃听或偷走,一定能被通信双方所探知。
  潘建伟说,在国家发改委、中科院和各地政府的支持下,他的团队正在联合相关机构开展“京沪干线”项目,在北京和上海之间建设千公里级的量子通信通道,并正在发展量子中继器技术,确保安全通信品质不会随着传送距离的增加而降低。
同时,在中科院战略性先导科技专项的支持下,他的团队正在研发量子通信实验卫星。“到时候围绕地球的几颗卫星可以相互间传输量子通信信号,实现全球意义上的量子通信。”
(有删改)
相关链接
①当年留学德国时,在他的宿舍楼下,有一家只有半间店面的小商店,平时主要卖卖青菜、马铃薯,但老板每年都能有5个星期去旅游度假。“相比之下国内在菜市场工作的人,没日没夜地干,挣的钱还不一定够用。”潘建伟说,就是因为发达国家拥有先进的科技和制造业,使最普通的民众都能享受到发展带来的福利。潘建伟希望,运用量子科技为国家强盛和人民幸福服务。(新华每日电讯《量子通信领航人潘建伟的量子梦报国情》)
②潘建伟成了“放风筝的人”,他不断将不同学科背景的年轻人分别送到德国、奥地利等量子信息研究的顶尖国际小组锻炼。而这些特意“放飞”国外多年的年轻人,也都在学成后回国。在潘建伟团队里每个人都有自己的特色,大家相互取长补短。(《潘建伟:做世界量子通信领跑者》)
(1)下列对材料有关内容的分析和概括,最恰当的两项是(5分)
A.潘建伟回国组建实验室,仅用12年就培养了一个有着国际一流水平的量子物理实验团队。显示了他作为一个杰出科学家的专业素养和领导才能。
B.潘建伟用家喻户晓的《西游记》阐释量子力学,经过他的演绎,以“千里眼”“顺风耳”“筋斗云”为载体,高深晦涩的量子理论变得通俗易懂。
C.获得多个国内外奖项,首次实现量子态隐形传输,与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论影响相同。因此潘建伟当选为中科院院士实至名归。
D.潘建伟先带动一批研究人员进入量子信息领域,后又不断送年轻人到顶尖的国际小组锻炼。“放风筝的人”,彰显他为国发展量子科学的良苦用心。
E.保证量子纠缠的整体性,防止量子态被窃听或偷走,确保了北京和上海之间千公里级量子通信通道的顺利开通,从而实现全球意义上的量子通信。
(2)文章的中“筋斗云”一词有什么丰富的含义?请结合材料简要分析。(6分)
(3)哪些因素促使潘建伟快速成长为一位优秀的科学家?请结合材料简要阐述。(6分)
(4)量子世界对于潘建伟的物理人生有什么深刻意义?请结合材料谈谈你的理解。(8分)


答案:
12.(25分)

(1)(5分)

答D给3分,答A给2分,答B给1分;答C、E不给分。

(D项较为全面的分析概括,并且正确,故得3分;A项局部分析概括正确,得2分;B项局部分析概括正确,但是“千里眼”“顺风耳”非量子领域的理论阐释,故得1分;C项言过其实,不能得分;E项不合文意,条件关系不成立,不能得分)

回答三项或三项以上,不给分。

(2)(6分)

①生动形象地说明了量子态的远距离隐形传输速度之快。②潘建伟教授在较短的时间内快速成长,在量子科学领域取得丰硕成果。③量子信息研究在中国得到迅猛发展,中国在该领域迅速走到世界前列。

每答出一点给2分。

意思答对即可。

(3)(6分)

①爱国热忱:他树立了运用量子科技为国家强盛和人民幸福服务的理想。②良好的科研环境:政府部门、科研单位和实验团队的大力支持与合作。③谦和、专注的品性:用心培养年轻人,科学素养高,对量子世界的研究始终不渝。

每答出一点给2分。

意思答对即可。

(4)(8分)

①量子力学理论让潘建伟感受到这个学科在哲学上的积极意义,揭示量子世界的奥秘成为他毕生的奋斗目标。②他在量子信息领域取得的成果减少了人们的质疑,获得了理解和认同。③量子世界的神秘莫测,让他深深着迷,激发起他探究的兴趣。④他在量子世界里实现了自己的报国理想,完成了从理论到实验再到实际运用的跨越。

每答出一点给2分。

意思答对即可。

如有其他答案,可根据观点明确、理由充分、论述合理的程度,酌情给分。


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