修改时间:2024-07-13 浏览次数:164 类型:月考试卷
习近平总书记在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上的讲话中指出,“进入21世纪以来,全球科技创新进入空前密集活跃的时期,新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构。”在这一空前密集活跃的全球科技创新潮中,较典型的就是“以人工智能、量子信息、移动通信、物联网、区块链为代表的新一代信息技术加速突破应用”。量子信息技术已经成为当今世界科技实力和创新能力的一大表现,将影响未来信息产业发展和经济社会面貌。
量子力学的创立和发展,被视作过去100多年里对人类社会影响最为重大的科学事件之一。量子论不仅彻底改变人类对世界的基础认知,也使我们的生活发生翻天覆地的变化。从半导体到微电子学,从核能到新材料,从激光到超导超流,可以说,量子论比历史上任何一种科学理论引发的技术革命都多。没有它,我们就不会有电脑和手机,不会有原子弹和电子显微镜,不会有核磁成像仪和全球卫星定位系统,甚至整个互联网发展在某种程度上也跟它密切相关。有人曾经做过估算,现代社会创造的生产总值里至少有1/3建立在量子论基础之上。
十几年前,我为写作科普读物《上帝掷骰子吗?——量子物理史话》搜集资料时就发现,作为现代物理学两大支柱,量子论在大众中的“知名度”远远不如相对论。一方面,这是因为量子论的基本观点非常奇特,和普通人的直觉相违背;另一方面,也因为量子论长期缺乏有效宣传和普及。相比之下,相对论因为有爱因斯坦这位“代言人”,在公众面前“露脸”的机会比较多,因此更为人所知,甚至在某种程度上成为前沿科学代名词。
近十几年来,“量子”一词热度明显提升。不仅流行文化比如科幻文学、影视、动漫等作品中越来越多地出现量子概念,在科技报道里也时常可以看到量子领域的突破性新闻。这并非偶然,因为如今量子领域正面临一场新的革命,也就是所谓“二次量子革命”。只不过这一次,走在时代前沿的是量子力学与信息科学的交叉领域——量子信息。
什么是量子信息?我们知道,以电脑、通信、互联网等为代表的信息技术已经在很大程度上改变了人们生活。然而,随着时代发展,科学家们发现,如果把传统的表征信息的基本物理单元替换成符合量子力学规律的微观量子系统,从而将量子力学基本原理运用到数据计算、加密、传输等信息处理过程中,将能完成一些传统信息技术无法想象的任务,这些领域统称为“量子信息”。
量子信息最主要的三个方向是量子计算、量子加密与量子传输。量子计算利用的是量子论里独特的“量子叠加态”。量子加密(或称量子密钥分配)利用的是量子不可克隆原理。量子力学认为,不可能把一个粒子的状态信息精确“拷贝”一份而不改变它本身。利用这种不可克隆性,可以实现一种理论上“绝对安全”的加密手段。在实践中,我们用光子的偏振方向来“编码”随机产生的密钥信息,一旦这些光子在传输途中被人窃听,由于不可克隆原理,它们的初始状态必定遭到破坏,传输方和接收方很容易通过比较发现这一点,并重新更换密码。只有当双方确认接收到的密码未遭窃听之后,才会发送加密过的正文,从而保证内容传输的绝对安全。如果说量子计算机的出现是一柄锋利的矛,可以刺穿现有的加密体系,那么量子加密就是一张无比坚固的盾,在理论上永远不可能被攻破。从信息安全的角度来说,这无疑具有重要价值。
量子传输(或称量子隐形传态)利用的是量子纠缠,所谓“纠缠”,指的是两个粒子的状态会产生量子力学系统所特有的奇特关联。你可以想象成抛两个硬币,一旦它们“纠缠”在一起,就一定会抛出同样的结果。神奇的是,哪怕这两枚硬币后来相隔遥远,甚至飞到宇宙两端,它们之间的“纠缠”也仍然可以继续存在。利用这一原理,我们可以把一个粒子的状态原封不动地“传送”到另一个粒子身上。在刘慈欣科幻小说《三体》里,三体人制造了4个智子,其中两个智子发射到地球,另外两个留在三体世界,正是凭借这些智子,三体人可以跨越4光年距离与人类进行实时沟通,这背后就是利用量子纠缠原理进行通信。当然,与科幻小说不同,真正的量子传输并不能超光速地“瞬间”传送信息。因为在传送粒子状态过程中,我们还需要给接收方一个额外“密码”来解密,而这个密码仍然需要靠传统通信手段来传输。除了不能超光速之外,从原则上讲,科幻电影里常见的场景——一个物体在一处消逝,再在另一处重现,并非是完全不可能的,只是现阶段技术水平还仅局限在传送原子、光子等微观状态。凭借量子加密和量子传输“绝无仅有”的安全性,量子信息技术将为解决备受世界关注的信息安全问题提供支撑。
如今,新一轮科技革命和产业变革正处于重要交汇期,以数字化、网络化、智能化为标志的信息技术革命正深刻改变着世界面貌和人类生产生活。关于量子信息乃至整个信息科学的科普工作,还有很大进步空间。众所周知,我们今天生活在一个信息时代,和量子论一样,创立于70多年前的信息论也是一门深刻改变了世界的学说,但在这个领域,至今仍然缺乏在公众中具有广泛影响力的科普作品。信息论和量子论的结合正焕发新的绚烂光彩,这跟我们每个人息息相关,应该被更深入地认识和理解。
选自曹天元《当信息时代遇上“量子”》
材料一:
为阻断疫情向校园蔓延,确保师生生命安全和身体健康,近期全国多地、多校、多所教育机构开展网络教学,指导学生学习、丰富学生寒假生活,确保停课不停教、不停学。组织网上考试、开设直播课程、提供公益性学习资源,课程内容既有针对中高考和边远地区学生的课业辅导,也有培养学生感恩和居家运动的特色课程。
“非常感谢家长及孩子们的努力。准时参加今年第一场考试,祝大家取得理想成绩。”1月28日上午8时55分,湖北省特级教师、武汉市第十一中学高三(3)班班主任汤彦平在网上对同学们说。学校原定于大年初四组织高三学生参加的考试,转为在网上进行。各科老师将试卷发给班主任,由班主任转发给家长,按规定时间,学生统一打卡参加,诚信应考。之后,老师利用网上直播的方式对试卷进行评讲、答疑。
2月1日起,北京市密云区的中学直播课堂开展对高三学生的考前指导,以及对全体初高中学生的在家学习辅导。武汉市从2月1日起开始组织高三等毕业年级开展在线教学,2月10日开始组织其他年级开展在线教学。辽宁教育学院面向全省中小学师生免费开放“辽宁优质教育资源在线服务联盟”平台。资源类型包括微课、课堂实录、短视频、习题、试题、教材同步听力等,记者采访一名来自沈阳市沈河区的季同学,该同学表示“很受用”。
“不能面对面课堂上课,我们就搭建云课堂,让孩子们在家也能开展学习。”教育部有关负责人介绍,教育部正在统筹整合国家、地方和学校相关教学资源,提供丰富多样、可供选择、覆盖各地的优质网上教学资源,全力保障教师们在网上教、孩子们在网上学。教育部拟于2月17日开通国家网络云课堂,将以“一师一优课、一课一名师”项目获得部级奖的课程资源为基础,吸收其他优质网络课程教学资源,供各地学校组织学生开展网上学习。
同时,为丰富网上优质学习资源,教育部还协调北京、上海、浙江、四川等地教育部门和清华大学附属小学、中国人民大学附属中学等中小学将本地本校网络学习资源在延期开学期间免费向社会开放,供广大中小学生自主选择使用学习。
材料二:
因为长时间高强度工作,本来干净白皙的脸上,被口罩勒出了醒目血痕;本来纤细光滑的手指,被手套里的汗水泡皱发白……连日来,许多奋战于抗疫最前沿的医护人员的照片,经媒体报道后感动许多人。面对新型冠状病毒感染的肺炎疫情,广大医护人员义无反顾挺身而出,把危险留给自己,把安全带给别人,筑起了一道守护生命安全的坚强防线。
医卫事业,向来是造福人类的崇高事业、充满爱心的光荣事业。翻开中华民族的医学史,“医者仁心”“医道无私”的理念世代相传。当前,疫情是命令,病房如战场。面对疫情,多少医护人员“最美逆行”,多少白衣战士“请战出征”。在“不计报酬、无论生死”的铮铮誓言中,我们读懂了他们治病救人的神圣使命。广大医护人员不顾个人安危,生动彰显出敬佑生命、救死扶伤、甘于奉献、大爱无疆的不懈追求,在最危险的地方展现出最崇高的精神品质。
疫情当前,广大医护人员的专业知识、职业素养、使命担当,是守护人民群众生命安全和身体健康的重要屏障,也是打赢这场疫情防控阻击战的重要保障。在这场没有硝烟的战斗中,广大医护人员是抗击疫情的急先锋,也是救治患者的主力军。有人闻令而动,瞒着家人深夜驰援湖北武汉;有人主动请缨,夜以继日奋战在救治一线;有人孜孜不倦,不断向公众普及科学防控知识。在疫情防控的关键期,在祖国和人民需要的紧要关头,广大医护人员经受了严峻考验,做出了巨大贡献。他们不辞劳苦守护病患、不吝才华攻坚科研,让人民群众安心,增强了我们打赢疫情防控阻击战的信心。
“虽然看不到防护服里面你们的模样,但我记住了你们悉心照顾我的样子。”一名安徽合肥的患者在治愈出院时,向救治自己的医护人员真挚地表达感谢。广大医护人员奋力的样子值得铭记,敬业的精神值得表扬,疲惫的身心同样需要用心呵护。当医护人员战斗在抗击疫情的第一线,如何有效地保护好、支援好“白衣战士”,牵动着许多网友的心。我们看到,在一些捐赠的爱心物资上,特别写上了一句“请交给任何医护人员”;在一些医院附近,有餐饮店无偿提供医生护士的一日三餐。努力为医护人员消除后顾之忧,让他们能够安心从事救死扶伤的神圣事业,必能进一步坚定全社会打赢疫情防控阻击战的决心。
病毒无情人有情。医护人员是最可爱的人,也是最可敬的人。一张广为流传的照片里,医护人员和患者竖起大拇指互相鼓励,定格了齐心协力抗击疫情的温暖瞬间。这是众志成城的决胜战线,也是不容有失的生命防线。我们向每一个奋战在抗击疫情一线的白衣战士致敬,向每一位奉献在救死扶伤岗位的白衣天使学习。只要万众一心、同舟共济,疫情防控阻击战定能捷报频传,广大医护人员定能早日凯旋。
材料三:
截止2020年2月3日,辽宁省新型冠状病毒累计确诊人数
感恩节的荆棘花束
迎着十一月的寒风,推开街边一家花店大门的时候,珊德拉的情绪低落到了极点。一直以来,她都过着一帆风顺的惬意生活。但是今年,就在她怀孕4个月的时候,一场交通事故无情地夺走了她肚子里的小生命。紧接着,她的丈夫又失去了工作。这一连串的打击令她几乎要崩溃了。
“感恩节?为什么感恩呢?为了那个不小心撞了我的粗心司机?还是为那个救了我一命却没能帮我保住孩子的气囊?”珊德拉困惑地想着,不知不觉中来到一团团鲜花面前。
“我想订花……”珊德拉犹豫着说。
“是感恩节用的吗?”店员问,“您一定想要那种能传递感激之情的花吧?”
“不!”珊德拉脱口而出,“在过去的五个月里,我没有一件事是顺心的。”
“我知道什么对您最合适了。”店员接过话来说。
珊德拉大感惊讶。这时,花店的门铃响了起来。“嗨,芭芭拉,我这就去把您订的东西给您拿过来。”店员一边对进来的女士打着招呼,一边让珊德拉在此稍候,然后就走进了里面的一个小工作间里。没过多久,当她再次出来的时候,怀里抱满了一大堆的绿叶、蝴蝶结和一把又长又多刺的玫瑰花枝——那些玫瑰花枝被修得整整齐齐,只是上面一朵花也没有。
珊德拉狐疑地看着这一切,这不是在开玩笑吧?谁会要没有花的枝子呢!她以为那顾客一定会很生气,然而,她错了。她清楚地听到那个叫芭芭拉的女人向店员道谢。
“嗯,”珊德拉忍不住开口了,声音变得有点结结巴巴的,“那女士带着她的……嗯……她走了,却没拿花!”
“是的,”店员说道,“我把花都给剪掉了。那就是我们店里的特别奉献,我把它叫做感恩节的荆棘花束。”
“哦,得了吧,你不是要告诉我居然有人愿意花钱买这玩意吧?”珊德拉不理解地大声说道。
“3年前,当芭芭拉走进我们花店的时候,感觉就跟你现在一样,认为生活中没有什么值得感恩的。”店员解释道,“当时,她父亲刚刚死于癌症,家族事业也正摇摇欲坠;儿子在吸毒,她自己又正面临一个大手术。我的丈夫也正好是在那一年去世的,”店员继续说道,“我一生当中头一回一个人过感恩节。我没有孩子,没有丈夫,没有家人,也没有钱去旅游。”
“那你怎么办呢?”珊德拉问道。
“我学会了为生命中的荆棘感恩。”店员沉静地答道,“我过去一直为生活当中美好的事物而感恩,却从没有问过为什么自己会得到那么多的好东西。但是,这次厄运降临的时候,我问了。我花了很长一段时间才明白,原来黑暗的日子也是非常重要的。”
正在这时,又有人走了进来,是一个头顶光秃的矮个子胖男人。
“我太太让我来取我们的感恩节的荆棘花束——12根带刺的长枝!”那个叫菲利的男人一边接过店员从冰箱里取出来的用纸巾包扎好的花枝,一边笑着说。
“这是给您太太的?”珊德拉难以置信地问道,“如果您不介意的话,我想知道您太太为什么会想要这个东西。”
“哦,不介意……我很高兴你这么问,”菲利回答道。“四年前,我和我太太差一点儿就离婚了。在结婚四十多年之后,我们的婚姻陷入了僵局。但是现在,我们总算把问题给解决了,我们又和好如初。这儿的店员告诉我,为了让自己牢记在荆棘花束里学到的功课,她总是摆着一瓶子的玫瑰花枝。这正合我意,因此就捎了些回家。”
“我诚挚地向你推荐这一‘特别奉献’。”菲利一边付账,一边对珊德拉说。
“我实在不知道我能不能够为我生命中的荆棘感恩。”珊德拉对店员说道,“这有点儿……不可思议。”
“嗯,”店员小心翼翼地说,“我的经验告诉我,荆棘能够把玫瑰衬托得更加宝贵。人在遇到麻烦的时候,会更加珍视上帝的慈爱和帮助,我、芭芭拉,还有菲利夫妇,都是这么走过来的。因此,不要恼恨荆棘。”
眼泪从珊德拉的面颊上滑落,她抛开她的怨恨,哽咽道:“我要买下这样一束带刺的花枝,该付多少钱?”
“不要钱,你只要答应我把你内心的伤口治好就行了。这里所有顾客第一年的特别奉献都是由我免费赠送的。”店员微笑着递给珊德拉一张卡片。
珊德拉打开卡片,上面写着:我的上帝啊,我曾无数次地为我生命中的玫瑰而感谢你,但却从来没有为我生命中的荆棘而感谢过你。请你教导我关于荆棘的价值,通过我的眼泪,帮助我看到那更加明亮的彩虹……
眼泪再一次从珊德拉的脸颊上滑落。
(有删节)
钟季玉,饶州乐平人。淳祐七年举进士,调为大坑冶属,改知万载县。淮东制置使李庭芝荐之,迁审计院,改宗正寺簿,又迁枢密院编修出知建昌军。会有旨江西和籴,季玉至郡才半年属岁旱度其经赋不能办请于朝和籴得减三之一。迁提举常平,未几,改转运判官,皆不赴。后以江西转运判官强起之。郡大胥以贿败,前使百计护之,季玉穷治,投岭表。俄以秘书丞召还,遭前使构谗而封驳之,改都大提点坑冶。北兵渡江,季玉徙寓建阳,兵至,不屈死之。
文天祥年二十举进士,对策集英殿。帝亲拔为第一。德祐初,诏天下勤王。天祥发郡中豪杰,有众万人。其友止之,天祥曰:“第国家养育臣庶三百余年,一旦有急,征天下兵,无一人一骑入关者,吾深恨于此,故不自量力,而以身徇之,庶天下忠臣义士将有闻风而起者。”尽以家赀为军费。明年正月,除知临安府,寻除右丞相兼枢密使,如军中请和,与大元丞相伯颜抗论皋亭山。丞相怒拘之,北至镇江,天祥夜亡入真州,展转至高邮,泛海至温州。至元十五年十二月,趋南岭。天祥方饭五坡岭,张弘范兵突至,天祥仓皇出走,千户王惟义前执之。至潮阳,见弘范,左右命之拜,不拜,弘范遂以客礼见之,与俱入崖山,使为书招张世杰。天祥曰:“吾不能捍父母,乃教人叛父母,可乎?”索之固,乃书所过零丁洋诗与之。崖山破,弘范遣使护送天祥至京师。天祥在燕凡三年,上知天祥终不屈也,召入谕之曰:“汝何愿?”天祥对曰:“天祥受宋恩,为宰相 , 安事二姓?愿赐之一死足矣。”然犹不忍,遽麾之退。言者力赞从天祥之请,从之。天祥临刑殊从容。南乡拜而死,年四十七。
(节选自《宋史》,有改动)
①故不自量力,而以身徇之,庶天下忠臣义士将有闻风而起者。
②天祥方饭五坡岭,张弘范兵突至,天祥仓皇出走,千户王惟义前执之。
③谨庠序之教,申之以孝悌之义,颁白者不负戴于道路矣。
赠边将
施肩吾
轻生奉国不为难,战苦身多旧箭瘢。
玉匣锁龙鳞甲冷,金铃衬鹘羽毛寒。
皂貂拥出花当背,白马骑来月在鞍。
犹恐犬戎临虏塞,柳营①时把阵图看。
【注】①柳营:汉代将军周亚夫驻军细柳防备胡人。周亚夫以治军严明著称。
在传统结构中,每一家以自己的地位为中心, ① , 这个圈子是“街坊”。有喜事要请酒,生了孩子要送红蛋,有丧事要出来助殓,抬棺材,是生活上的( )机构。可是这不是一个固定的团体,而是一个范围。范围的大小,也要依着 ② 而定。有势力的人家的街坊可以遍及全村,穷苦人家的街坊只是比邻的两三家。这和我们的亲属圈子一般的。像贾家的大观园里,可以住着姑表林黛玉,姨表薛宝钗,后来更多了,什么宝琴,岫云,凡是拉得上亲戚的都( )得下。可是势力一变,( ),缩成一小团。到( )时,可以像苏秦潦倒归来,“妻不以为夫,嫂不以为叔”。中国传统结构中的差序格局, ③ 。在乡下,家庭可以很小,而一到有钱的地主和官僚阶层,可以大到像个小国。正由于这社会圈子的富于伸缩会因中心势力的变化而大小,对世态炎凉中国人也特别有感触。
镜头一:法国某著名百货公司,人潮涌动,中国游客争相购物。
镜头二:美国总统特朗普五岁的外孙女,用中文声情并茂地背诵《三字经》。
镜头三:中国高考前夕,英国物理学家霍金发微博鼓励中国考生“未来将因你们而生”。
镜头四:非洲马里,中国工人在援建医院的工地上热火朝天地工作着。
镜头五:中国产的仿制刀具经过各种破坏性测试后仍完好无损,德国网友一脸惊叹。
镜头六:西班牙足球俱乐部,前来求学的中国少年在绿茵场上训练,挥汗如雨。
中国与世界联系日益紧密。
看了以上六个镜头,你有怎样的感触与思考?请选择其中两三个镜头使之形成有机关联,写一篇文章。要求自选角度,明确文体,自拟标题;不要套作,不得抄袭;不少于800字。
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