这门课将量子信总论中的一些萎本概念和使用的萎本工其做了简单的介绍，课程从量子力学的简介开始展开，介绍了量子力学诞生的背景，量子力学的理论框架和量子信总中用到的部分量子体系等，详细介绍了量子态的数学结构和量子纠独，一些简单的量子通伯应用，量子不可克庭原理，贝尔不等式，经典与量子密码学，病与量子信总论，量子计算等内容.
南京大学量子信息原理与应用测验题答案
第一章：量子力学的实验基础 — 为何需要量子理论？
- 光究竟是粒子还是波？ A. 波 B. 光既是粒子也是波，其表现出什么特性取决于如何观测。 C. 粒子 D. …
- 下列哪个实验或现象说明电子还具有内禀自由度？ A. 杨氏双缝实验 B. 氢原子谱线的莱曼系 C. Stern…
- 氢原子的哪个谱线系是因核外电子向基态（n=1）跃迁产生的？ A. 以上都不对 B. Balmer C. Lyman D. Pas…
- 根据经典电磁学理论，加速运动（非相对论）的带电粒子向外辐射能量的功率正比于其加速度大小的几次方…
- 光电效应中，能否打出光电子取决于哪些因素 A. 光强 B. 光的频率 C. 光照时间 D. 光的偏振方向…
- 以下哪些实验或现象能够体现光的粒子性？ A. 康普顿散射 B. 光电效应 C. 小孔衍射 D. 黑体辐射…
- 量子力学成功解释了氢原子分立光谱的现象，氢原子的电子状态用波函数描述。 A.对 B.错…
- 一般情况下，电子的粒子性和波动性可以同时观察到。 A.对 B.错
- 电子和光具有波粒二象性，但其他粒子没有波粒二象性。 A.对 B.错
- Stern–Gerlach实验表明电子有内禀角动量和磁矩，并且在给定方向上有两个取值。 A.对 B.错…
- 在Stern–Gerlach实验中，银原子通过的磁场应当是均匀的。 A.对 B.错…
第十章 熵与信息论
- 当先验概率为均匀分布，即 ，,对于传递这个变量取值的通讯需要的平均比特数为________。 A. 0 B.…
- 冯诺依曼熵 的取值范围为： A. ,d是在希尔伯特空间的维数。 B. ,d是在希尔伯特空间的维数。 …
- 一个纯态的密度矩阵的冯.诺依曼熵为________，一个混态的冯诺依曼熵________。 A. 不等于0，0。 B…
- Shannon熵的定义为 p(x)为的概率。 A.错 B.对
- 如果随机变量X有d个取值，那么有 A.错 B.对
- 一个随机变量的Shannon熵可以表述缺失的信息量。 A.对 B.错
- 一个密度矩阵的冯.诺依曼熵等于密度矩阵本征值所组成的概率分布的Shannon熵。 A.对 B.错…
第九章 Bell不等式和量子关联
- 下列哪项假设是推导Bell不等式中没有用到的？ A. 波函数假设 B. 以上均没有用到。 C. 假设了局…
- A和B是两个在空间上分离的自旋1/2粒子，分别位于Alice处和Bob处。根据局域隐变量理论，Alice可以选择…
- 考虑两个自旋1/2粒子自旋的CHSH关联函数，定域实在论要求关联函数的范围是_________ ；量子力学中，关…
- Bell不等式是根据经典物理的自然假设，从局域隐变数出发，针对量子体系及其测量结果，推导出一些可实验…
- 两个自旋处于EPR态的粒子有完美的自旋反关联，即如果沿任意方向测量其中一个粒子自旋为+1 （-1），那么沿…
- 量子力学满足Bell不等式。 A.对 B.错
- 纠缠态一定是违背Bell不等式的。 A.对 B.错
第八章 密码学与保密通信
- 在视频所述的BB84方案中，Alice产生随机数a，初态，Bob产生随机数b，得到结果，以下哪种情况代表传输过程中…
- 视频中所讲的kert91方案大约有多少数据可以被留下来作密钥？ A. 4/9 B. 3/9 C. 2/9 D. 1/9…
- 下面说法错误的是？ A. RSA算法是对称加密算法。 B. 在密钥不被窃取的情况下，One-time pad 是绝对…
- 经典的非对称加密体系和经典One-time pad相比一般有哪些优点？ A. 加密只需要公钥，私钥不需要传…
- BB84方案是利用量子纠缠实现的。 A.对 B.错
- BB84方案中所有的初始值x和测量结果y最后都能被当做密钥使用。 A.对 B.错…
- 在Ekert91方案的安全性检测中，需要公布所有的随机数对（i，j），并对这些数据计算关联函数。 A.对 B.错…
- One-time pad 是一种对称加密方法 A.对 B.错
- 经典One-time pad 加密体系中密钥比特数不少于要加密的信息比特数，密钥重复使用不影响安全性。 …
第七章 不可能定理 – 来自量子力学的限制
- 以下哪些种类的量子操作不能以100%的概率克隆未知的量子态？ A. 正算子测量（POVM） B. 线性操作 C.…
- 可以利用测量对量子态的瞬时改变，来实现超光速的信息传递。 A.对 B.错…
- 未知量子态不可以被线性量子操作克隆。 A.对 B.错
第六章 基于量子力学的有趣通讯任务
- 利用量子远程传态的方式传递1qubit的未知量子态，所需要消耗的资源有哪些： A. 1份共享的最大纠缠…
- 要通过量子超致密编码的方式传递两个bit的经典信息，所需要的资源有哪些 A. 2份共享的最大纠…
- 量子远程传态中Alice将1个未知状态的qubit量子体系通过量子信道传递给Bob A.错 B.对…
- 量子远程传态实际上是克隆了要传送的量子态。 A.错 B.对
第五章 多体量子态与量子纠缠
- PAB=3101)(1+10)/(1이其中 10〉=11)A⑧10)B,101)=10)A⑧11〉B 则TrB(pAB）=?A30s0+3al 31 이+3叫 B…
- A. 是H中的一组正交归一基。 B. 和 不是H中的一对正交矢量。 C. H的维数是 D. …
- 两体纯态，其schmidt分解的系数最多有____个不为0。 （选择最准确的那个选项）…
- 两体纯态求部分迹后的边缘态不一定是纯态。 A错 B对
- 若一个两体纯态求部分迹后的态是混态，那么该两体态一定是纠缠态。 A.错 B.对…
- 对于一个用于描述体系A的量子态的密度算子，只有一种纯化。 A.错 B.对…
- 对于一个3-qubit的量子态，它没有三体schmidt分解的形式。 A.错 B.对…
- EPR态是两个qubit的一个最大纠缠态。 A.对 B.错
- 两qubit的最大纠缠态只有EPR态。 A.错 B.对
- 两体纯态的纠缠度可以用schmidt分解的系数确定。 A.对 B.错
- 两体混态的纠缠度的定义是唯一的。 A.错 B.对
第四章 量子位的纯态与混态
- 考虑量子态 ，和可观测量 对一个处于此量子态的系统进行O的测量时，相应的期…
- 心和是两个正交归一的量子态，如果用 表示， 那么方 表示的态是？
- 是二维希尔伯特空间中的一组正交归一基，对于可观测量 算子, 下列说法正确的是 A. O有本征值0和…
- 密度矩阵的三个性质——厄密性、迹为1、半正定性，按顺序分别对应以下哪个对参数的要求? …
- 一个描述2-qubit量子态的密度算子可以如下展开，展开系数必须等于1/4，这是由密度矩阵的哪个性质决定…
- 以下两量子比特态中，哪些不是纠缠态 A. B. C. D.
- 这个态是 A. 纠缠态 B. 混态 C. 可分离态 D. 纯态
- 这个两量子比特系统的可观测量，能够分解成两个单量子比特可观测量的直积，其中，。 A.错 B.对…
- 两量子比特的可分纯态，如果用投影算子来表示它，那么这个投影算子可以分解成两个单比特投影算子的直…
- Bloch球的任意直径和单位球面的两个交点都对应两个互相正交的态。 A.对 B.错…
- 判断：两个不同的量子状态系综可能对应同一个密度矩阵，这样的说法是否正确。 A.对 B.错…
第三章 量子信息中作为量子位的量子体系
- 如果一束光经过1/4波片后出射的是沿45°方向偏振的光，则这束光原本为 A. 一定是线偏光 B. 左旋或…
- 如果一个光子原本处于135°偏振方向，经过一个PBS后有竖直方向的探测器有多少概率能探测到光子？ …
- 有关PBS（极化分束器）说法正确的是？ A. PBS是对光子路径的测量 B. PBS影响极化状态的演化 C. PBS使…
- 分束器可以用幺正算子描述，这意味着什么？ A. 光子偏振不变 B. 光子被吸收了 C. 偏振状态被测量…
- 电子自旋的测量可以使用以下什么场？ A. 均匀电场 B. 非均匀电场 C. 均匀磁场 D. 非均匀磁场…
- 以下哪些系统可以看作量子比特？ A. 马赫-曾德尔干涉装置中光子的路径 B. 自旋1/2粒子在外部运…
第二章：量子力学的理论框架
- 量子比特的状态所在的向量空间是？ A. 三维复向量空间 B. 二维复向量空间 C. 二维实向量空间 D. …
- 在量子力学中，我们用希尔伯特空间中的向量描述什么？ A. 物理系统的状态 B. 物理系统的可观测量 C.…
- 自旋1/2粒子可以被看作是一个量子比特，因为它在任意方向上的自旋取值有几种可能？ A. 2 B. 3 C. 1 …
- 在量子力学中，我们用厄密算子描述什么？ A. 物理系统的状态 B. 物理系统的可观测量 C. 物理系统经…
- 对量子系统的某个物理量做一单次测量，得到的测量结果是什么？ A. 物理量所对应厄密算子的本征态 …
- 对量子系统的某个物理量做一单次测量，得到某测量结果的概率和系统状态在对应本征态上的展开系数有…
- 我们用什么来描述量子系统的时间演化？ A. 希尔伯特空间中的向量 B. 牛顿运动定律 C. 厄密算子 D.…
- 时间演化算子是幺正算子意味着什么？ A. 动量守恒 B. 角动量守恒 C. 能量守恒 D. 概率守恒…
- 在某一位置区间内找到粒子的概率为？ A. 在区间内，波函数模积分的平方 B. 在区间内，波函数模平方的…
- 按照量子力学，假想一个粒子具有完全确切的位置，则它的动量的不确定度应该是?…
- 在向量空间中，必须定义有的运算有哪些？ A. 向量的加法 B. 除法 C. 数乘 D. 叉乘…
- 下面说法正确的有？ A. 若粒子的量子态和物理量算子O的第i个本征矢量正交，测量O得到第i个结果…
- 如何理解Stern-Gerlach实验中银原子束打在屏幕上形成上下两个分离的斑？ A. 初始自旋向上的原子打…
- 根据量子力学，关于定态的性质，以下哪些陈述是正确的？ A. 定态具有特定的能量 B. 一个量子体系在一…
- 考虑一个位于无限深方势阱中的粒子，以下哪些说法是正确的？ A. 粒子具有确定的位置 B. 粒子处于在…
- 量子力学中，位置与动量的不确定性关系的数学根源在于? A. 位置算子与动量算子的不对易关系 …
- 一个电子被束缚在平面上运动，它在平面上的位置状态可以看作一个qubit A.错 B.对…
- 由于单次测量结果的随机性(包括对能量的测量)，量子力学告诉我们能量守恒定律不再成立。 A.对 …
- 考虑二维复向量空间，计算：。其中应该是多少？
- 列向量和的内积是多少？
- 设 和是两个归一且互相正交的量子态，为了使是归一的量子态，N应当是多少？…
第十一章 量子算法与量子计算机
- 那么 H8210)11)=？ A200)-10-101)+1m) B号0+10-10）-1u) c-0-10+0四）+1) 2(-00)+10+101)-111) D.…
- 下面说法正确的是 A. 目前的经典算法能在输入比特数的多项式时间内实现一般正整数的质因数分…
- 对一个qubit做一次Hadamard门操作相当于对表示这个qubit量子态的Bloch矢量： A. 绕着x轴和y轴的角…
- 对于一个输入态作用一次CNOT门，得到的输出态为 A. B. C. D.…
- 如果x是n比特的输入自变数，要判断关于x的函数f(x)是平衡函数还是常数函数，经典算法的复杂度为，如果…
- 关于Grover算法下面说法正确的是 A. 对于 Grover算法需要的迭代次数为 B. Grover算法…
- H为Hadmard门，那么 是作用在维希尔伯特空间上的算子 A.对B.错
- 对于 若有 则 A.错B. 对
- 若x 和 N是互质的正整数，Shor算法在求的阶 r 时，理想情况下单次运行（一次测量）成功概率为100%。 A…
- 若 x 和 N 是两个互质的正整数，那么对于任意正整数r, x的r次方与N也互质。 （即x的r次方与N没…
