《中国科学家提出构建“量子通信全球组网”》阅读答案
时间:2017-09-21
材料一 中国从“墨子号”的投资中获得了回报，完成了从卫星到地面的量子密钥分发，以及从地面到卫星的量子隐形传态。中国凭借在《自然》周刊上发表的这两项成果确保了在量子通信这一未来通信技术领域的至上地位。该技术主要可以提升通信过程中的安全性。
这枚科研卫星于201 6年8月1 6日发射，在距离地球500公里至1200公里处的低轨运行，中国科学技术大学潘建伟带领的团队完成了三大实验：量子隐形传态、量子纠缠分发和量子密钥分发，此前这些实验仅在地面的光导纤维中完成过。
（摘编自《中国已成量子通信技术先驱》，2017年8月1 6日《参考消息》）
材料二 中国仅用一年时间完成既定二年的科学目标，“墨子号”量子科学实验卫星取得的成绩让科学家们备受鼓舞。他们提出新目标：构建量子通信全球组网。量子是构成物质的最基本单元，具有不可克隆和不可分割的特性。换句话说，若以量子作为载体来传递密钥，窃听必然会被发现。2003年，中国科学技术大学教授潘建伟团队提出利用卫星实现星地间量子通信、构建覆盖全球量子保密通信网的方案。
201 6年8月1 6日成功发射的“墨子号”是这项计划的“第一步”。卫星已相继完成星地高速量子密钥分发、量子纠缠分发和地星量子隐形传态实验三大科学目标，成为量子通信通向实用化的“关键一步”。
潘建伟说，“墨子号”的星地高速量子密钥分发实验是由卫星发射量子信号，再由地面接收。实验结果表明，在1200公里的通信距离上，卫星平均每秒发送4000万个信号光子，一次实验可生成300千比特的密钥。这项成果为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了技术基础。“墨子号”的地星量子隐形传态实验则是由地面发射纠缠光子，再由卫星接收。这项成果为未来开展空间尺度量子通信网络研究等奠定了技术基础。
中国科学院上海技术物理研究所研究员王建宇说，实现量子通信全球组网所需的卫星个数取决于用户需求和卫星轨道，“如果是在地球同步轨道，理论上有3颗卫星就能覆盖全球”。他认为从实用角度来说必须要构建由高、中、低轨道卫星组成的量子星座，卫星发送密钥的时间也
将从当前“墨子号”每次过境开展实验的10分钟延长到数个小时。
潘建伟说：“如果国家支持发射多颗量子通信卫星，那么有希望到2030年左右，建成全球化的广域量子通信网络。”面向全球，中国科学家正在基于“墨子号”与国际同行开展合作，下一步将与欧洲量子通信团队联合进行洲际量子密钥分发，德国、意大利等国的地面站也正在为与“墨子号”对接做准备。
（摘自《中国科学家提出构建“量子通信全球组网”》，2017年8月10日《中国新闻》）
7．下列有关科学家对量子通信技术应用的解说，不正确的一项是（3分）
A．科学家利用量子不可克隆和不可分割的特性，以量子作为载体来传递密钥，从而构建的量子通信网可以提升通信过程中的安全性。
B．“墨子号”量子通信实验进一步论证了量子通信无法被窃听，所取得的成绩让科学家们备受鼓舞，于是他们提出了“构建量子通信全球组网”的新目标。
C．早在“墨子号”量子科学实验卫星发射之前，中国科学家就提出了利用卫星实现星地间量子通信、构建覆盖全球量子保密通信网的方案。
D．有科学家认为，理论上在地球同步轨道上发射3颗由高、中、低轨道卫星组成的量子星座，就可以构建覆盖全球的量子通信网络。
8．下列对材料相关内容的分析和评价，不正确的两项是（5分）
A.潘建伟带领的团队完成了“墨子号”通信实验中的“量子隐形传态、量子纠缠分发和量子密钥分发”三大既定科学目标，为我国未来继续引领世界量子通信技术发展的研究奠定了坚实的基础。
B．中国在《自然》周刊上发表的两项成果包括从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态，确保了中国在量子通信技术领域的世界领先地位。
C．我国如果要建成全球化的广域量子通信网络，就要发射多颗量子通信卫星，这样才有希望在2030年之前继续保持这一领域的世界领先地位。
D．卫星由于具有方便覆盖整个地球的独特优势，是在全球尺度上实现超远距离实用化量子密码和量子隐形传态最有希望的途径，这在“墨子号”量子通信试验中得到了验证。
E．我国在量子通信研究领域一直保持着领跑优势，但竞争日趋激烈，欧洲的德国、意大利等国也在加紧研究并与中国“墨子号”量子通信实验做星地对接准备。
9．根据上述材料，概括说明构建量子通信全球组网必须具备哪些条件？（4分）
参考答案
7. （3分）B（“无法被窃听”有误，应该是“窃听必然会被发现”；）
8.（5分） C、E（C项“在2030年之前继续保持这一领域的世界领先地位”无中生有；E 项“一直”有误，应该是“目前”。仅答对C项3分，仅答对E项2分；答对C、E，计5 分）
9. （4分）①发射卫星（构建能覆盖全球的卫星网）；②分发量子密钥（完成星地高速量子 密钥分发，即由卫星发射量子信号，再由地面接收）；③进行量子隐形传态（实现地星量 子隐形传态，即由地面发射纠缠光子，再由卫星接收）；④建立地面站与量子卫星对接。 （共4分，每点1分）
这枚科研卫星于201 6年8月1 6日发射，在距离地球500公里至1200公里处的低轨运行，中国科学技术大学潘建伟带领的团队完成了三大实验：量子隐形传态、量子纠缠分发和量子密钥分发，此前这些实验仅在地面的光导纤维中完成过。
（摘编自《中国已成量子通信技术先驱》，2017年8月1 6日《参考消息》）
材料二 中国仅用一年时间完成既定二年的科学目标，“墨子号”量子科学实验卫星取得的成绩让科学家们备受鼓舞。他们提出新目标：构建量子通信全球组网。量子是构成物质的最基本单元，具有不可克隆和不可分割的特性。换句话说，若以量子作为载体来传递密钥，窃听必然会被发现。2003年，中国科学技术大学教授潘建伟团队提出利用卫星实现星地间量子通信、构建覆盖全球量子保密通信网的方案。
201 6年8月1 6日成功发射的“墨子号”是这项计划的“第一步”。卫星已相继完成星地高速量子密钥分发、量子纠缠分发和地星量子隐形传态实验三大科学目标，成为量子通信通向实用化的“关键一步”。
潘建伟说，“墨子号”的星地高速量子密钥分发实验是由卫星发射量子信号，再由地面接收。实验结果表明，在1200公里的通信距离上，卫星平均每秒发送4000万个信号光子，一次实验可生成300千比特的密钥。这项成果为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了技术基础。“墨子号”的地星量子隐形传态实验则是由地面发射纠缠光子，再由卫星接收。这项成果为未来开展空间尺度量子通信网络研究等奠定了技术基础。
中国科学院上海技术物理研究所研究员王建宇说，实现量子通信全球组网所需的卫星个数取决于用户需求和卫星轨道，“如果是在地球同步轨道，理论上有3颗卫星就能覆盖全球”。他认为从实用角度来说必须要构建由高、中、低轨道卫星组成的量子星座，卫星发送密钥的时间也
将从当前“墨子号”每次过境开展实验的10分钟延长到数个小时。
潘建伟说：“如果国家支持发射多颗量子通信卫星，那么有希望到2030年左右，建成全球化的广域量子通信网络。”面向全球，中国科学家正在基于“墨子号”与国际同行开展合作，下一步将与欧洲量子通信团队联合进行洲际量子密钥分发，德国、意大利等国的地面站也正在为与“墨子号”对接做准备。
（摘自《中国科学家提出构建“量子通信全球组网”》，2017年8月10日《中国新闻》）
7．下列有关科学家对量子通信技术应用的解说，不正确的一项是（3分）
A．科学家利用量子不可克隆和不可分割的特性，以量子作为载体来传递密钥，从而构建的量子通信网可以提升通信过程中的安全性。
B．“墨子号”量子通信实验进一步论证了量子通信无法被窃听，所取得的成绩让科学家们备受鼓舞，于是他们提出了“构建量子通信全球组网”的新目标。
C．早在“墨子号”量子科学实验卫星发射之前，中国科学家就提出了利用卫星实现星地间量子通信、构建覆盖全球量子保密通信网的方案。
D．有科学家认为，理论上在地球同步轨道上发射3颗由高、中、低轨道卫星组成的量子星座，就可以构建覆盖全球的量子通信网络。
8．下列对材料相关内容的分析和评价，不正确的两项是（5分）
A.潘建伟带领的团队完成了“墨子号”通信实验中的“量子隐形传态、量子纠缠分发和量子密钥分发”三大既定科学目标，为我国未来继续引领世界量子通信技术发展的研究奠定了坚实的基础。
B．中国在《自然》周刊上发表的两项成果包括从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态，确保了中国在量子通信技术领域的世界领先地位。
C．我国如果要建成全球化的广域量子通信网络，就要发射多颗量子通信卫星，这样才有希望在2030年之前继续保持这一领域的世界领先地位。
D．卫星由于具有方便覆盖整个地球的独特优势，是在全球尺度上实现超远距离实用化量子密码和量子隐形传态最有希望的途径，这在“墨子号”量子通信试验中得到了验证。
E．我国在量子通信研究领域一直保持着领跑优势，但竞争日趋激烈，欧洲的德国、意大利等国也在加紧研究并与中国“墨子号”量子通信实验做星地对接准备。
9．根据上述材料，概括说明构建量子通信全球组网必须具备哪些条件？（4分）
参考答案
7. （3分）B（“无法被窃听”有误，应该是“窃听必然会被发现”；）
8.（5分） C、E（C项“在2030年之前继续保持这一领域的世界领先地位”无中生有；E 项“一直”有误，应该是“目前”。仅答对C项3分，仅答对E项2分；答对C、E，计5 分）
9. （4分）①发射卫星（构建能覆盖全球的卫星网）；②分发量子密钥（完成星地高速量子 密钥分发，即由卫星发射量子信号，再由地面接收）；③进行量子隐形传态（实现地星量 子隐形传态，即由地面发射纠缠光子，再由卫星接收）；④建立地面站与量子卫星对接。 （共4分，每点1分）
