题目
7 . 阅读下面的文字,完成小题。
材料一:
2022年10月4日,瑞典皇家科学院宣布将2022年度诺贝尔物理学奖授予法国物理学家阿兰·阿斯佩、美国物理学家约翰·克劳瑟以及奥地利物理学家安东·塞林格,以表彰他们“使用纠缠光子进行实验,建立了验证贝尔不等式不成立的基础以及开创了量子信息科学”。
爱因斯坦除建立相对论外,还因对现代物理学的另一个支柱即量子力学的质疑和反对而闻名。1935年,他和另外两位科学家发表了一篇论文,质疑了量子力学的完备性,提出了一个思想实验:如果有两个粒子在相互作用后分开,那么对其中一个粒子的测量会影响另一个粒子的状态,这样一来,两个粒子的相互感知似乎是超距瞬时的。这种超光速的作用违反了当时公认的狭义相对论中光速最快的结论,因此爱因斯坦将其称作“幽灵般的超距作用”。1964年,物理学家约翰·贝尔在一篇文章中提出了后来以他的名字命名的贝尔不等式这一试验检验方法。如果贝尔不等式成立,则爱因斯坦的理论正确;反之,则爱因斯坦是错的。因此,贝尔不等式的意义在于,把涉及量子力学的争论从有关因果性的哲学问题转化为可以通过实验进行检验的科学问题。
从1972年到1998年,克劳瑟、阿斯佩、塞林格等科学家接续对贝尔不等式进行了测试,证明其不成立,但直到塞林格才给出了决定性的证明。三人的工作展示了研究和控制处于纠缠状态的粒子的潜力,为量子技术的新时代奠定了基础。目前,量子信息、量子计算已经成为备受各个主要科技大国瞩目的重点科研领域。可以预见,人类未来的生产和生活,将会因此深刻地发生改变。
(摘编自《从否定爱因斯坦到发展量子信息:2022年诺贝尔物理学奖解析》,《南方周末》)
材料二:
20世纪90年代末,2022年诺贝尔物理学奖获得者奥地利物理学家安东·塞林格领导的研究团队发现纠缠的量子态具有储存、传输和处理信息的能力,将量子纠缠从理论推向了应用,其中塞林格的博士生、现任中国科学院院士潘建伟在当时的研究中发挥了关键的作用。潘建伟回国工作后,继续进行量子信息的研究并且取得了令人瞩目的成绩。他领衔的团队研制的“墨子号”量子科学实验卫星于2022年5月创造了1200千米地表量子态传输新纪录。
量子通信基于量子物理学的基本原理,克服了经典加密技术内在的安全隐患,是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式,可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。量子通信通常采用单光子作为物理载体,最为直接的传输方式是光纤或者近地面自由空间信道。但是,这两种信道的损耗都会随着距离的增加而指数式增加,近地大气信道还会受到地球曲率的影响。此外,由于量子不可克隆原理,量子通信的信号不能像经典通信那样被放大,这使得之前量子通信的世界纪录只有百公里量级。而外太空几乎真空,对于光信号的吸收损耗几乎为零,因此通过卫星的辅助可以极大扩展量子通信距离。2003年,潘建伟团队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;2012年,潘建伟领衔的中科院联合研究团队在青海湖实现了首个百公里的双向量子纠缠分发和量子隐形传态,充分验证了利用卫星实现量子通信的可行性;2016年8月16日,该团队成功研制的“墨子号”在酒泉卫星发射中心发射升空,正式开展科学实验。此后,潘建伟团队利用“墨子号”在国际上率先完成了一系列星地量子科学实验。其中包括首个地星量子隐形传态以及星地量子态远程传输,证明了在地星千公里距离上能够完成量子比特的传输,为全球化量子信息处理网络奠定了基础。
“墨子号”的成功掀起了国际空间量子科学的研究热潮,美国、日本等国际上的各方力量随后皆开始探索自己的广域量子通信之路,提出或加速了一系列空间量子科学布局。2017年,美国宇航局发布了关于未来空间量子物理发展方面的白皮书。同期欧洲航天局也发布了空间量子技术的白皮书。“墨子号”系列实验开启了利用空间平台开展量子信息和量子物理前沿研究的广阔天地。
(摘编自《“墨子号”何以激起空间量子科学热潮》,《光明日报》)
材料三:
《三体》三部曲没有贯穿始终的真人主角,只有一位贯穿始终的非人主角,就是智子,到了第三部,智子还化身为了一位美女。智子是三体人制造出来的随时可以展开成包围地球的大网的微观粒子。它除了可以做低维展开,还是三体人送到地球来的“信使”。它可以监察人类的一切活动,有时也会变身成一个不大不小的球状体和地球人沟通。在三体文明那边,还有对应的一个智子,两个智子构成一个量子纠缠态。如果这边的智子看到了什么,那边的智子也会看到相同的东西,还可以将这个信息交给三体人。这样,瞬时量子通信就完成了。这种设定,刘慈欣一定借用了量子通信,且假设量子通信是瞬时的,不会有普通通信的时间延迟。我认为这种设定是不可靠的,到目前为止,量子通信的手段都涉及普通的通信,而目前普通通信的速度都为光速所限,所以肯定有时间延迟。
(摘编自李淼《〈三体〉中的物理学》)
1.下列对材料相关内容的理解和分析,正确的一项是( )2.根据材料内容,下列说法不正确的一项是( )3.下列对材料相关内容的分析和评价,不正确的一项是( )4.《〈三体〉中的物理学》是一部对科幻小说《三体》中涉及的科学知识进行阐述的科普类作品。请根据材料三的相关内容,简要概述科幻小说与科普文的不同。5.科学研究不断向前发展,一般包含哪些环节?请结合材料一、二简要概括分析。