事业单位公共基础知识之科技常识:中国量子计算机发展(事业单位公共基础知识之科技常识:乙醇)

  

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在最近,中国在全球超级计算大会(SC21)上,由之江实验室联合清华大学、国家超级计算无锡中心、上海量子科学研究中心组成的14人团队摘得素有超算界诺贝尔奖之称的“戈登贝尔奖”。打破过去由西方谷歌公司主导的量子霸权,实现了我国量子计算机领域的巨大突破。那么接下来我们就一起总结一下,中国量子计算机的发展。

在讲解中国量子计算机发展前,我们首先了解一下量子计算机的相关知识。量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。通俗一点来说,就是它打破传统数学算法,采用量子规律进行逻辑运算,以量子态为记忆单元和信息储存形式。它的基本单位——昆比特,昆比特又称量子比特,它通过量子的两态的量子力学体系来表示0或1。我们在考试中非常喜欢把量子计算机和传统计算机进行比较,所以大家还需要了解那么相比传统计算机来说,量子计算机最大的优点在于运算上,今天是大数据时代,在面对海量的数据,传统计算机是数据越多,计算越缓慢,计算精度越低。但是对于量子计算机来说由于采用量子来处理信息,数据越多,处理的速度越快,同时数据处理也越精准。同时由于量子具有不可克隆的原理,可以防止因为计算机病毒,导致个人信息被泄露,充分保护个人的隐私。

量子计算机具有这些突出的优点,今天中国也逐渐开始重视量子计算机。在2020年由中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,构建了76个光子的量子计算原型机“九章”。这也是中国第一台量子计算机,为何要命名为九章,主要是为了纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》。《九章算术》是中国古代张苍、耿寿昌所撰写的一部数学专著,它总结了先秦两汉时代的数学成就,它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系,是一部具有里程碑意义的历史著作。

“九章”突出的特点在于计算速度非常快,在处理数学问题求解5000万个样本的高斯玻色取样问题“九章”只需200秒。它的速度比目前全球最快的超级计算机快一百万亿倍。同时在存储容量突破“世界纪录”。我国因此成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。(量子优越性:也被称为“量子霸权”。量子计算机的工作原理具有超快的并行计算能力,它往往通过特定算法,在一些具有重大社会和经济价值的问题方面起到非常重要作用,比如密码破译、大数据优化、材料设计、药物分析等,因此,相比经典计算机而言,它能够实现指数级别的加速。)

计算机需要操作系统支持,我们不仅在量子计算机技术上取得巨大突破,在操作系统上也取得巨大突破。2021年中国科学院量子信息重点实验室孵化企业合肥本源量子计算科技有限责任公司在合肥发布了首款国产量子计算机操作系统——本源司南。现有量子计算机操作系统普遍缺少量子资源管理、多量子计算任务并行处理、量子芯片自动化校准等功能,难以有效利用量子计算资源。我们利用这个操作系统能够实现在量子芯片自动化校准、量子资源系统化管理功能等让量子计算资源得以高效利用,让量子计算资源真正的走出实验室,让更多的用户能够体验到。

同样在2021年,我国又在量子计算机上取得更大的突破,中国科学技术大学的潘建伟团队又宣布研制出了新的量子计算机“祖冲之号”,这是目前国际上超导量子比特数量最多的量子计算原型机,其操纵的超导量子比特达到62个。该计算机命名为“祖冲之”是为了纪念我国著名数学家祖冲之。(祖冲之是世界第一个计算出圆周率3.1415926和3.1415927之间,使得圆周率能够精确到小数点后七位。)1500多年后,新“祖冲之”不仅是目前国际上超导量子比特数最多的量子计算原型机,还在此基础上完成了可编程的二维量子行走。与千年前中国科学家在圆周率上的领先一样,“祖冲之号”再次让中国走在了量子计算机的前沿。

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一、知识介绍

乙醇是一种有机化合物,俗称酒精。乙醇在常温常压下是一种易挥发的无色透明液体,低毒性,纯液体不可直接饮用。乙醇的水溶液具有酒香的气味,并略带刺激性,味甘。乙醇易燃,其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。

1、乙醇在身体的代谢

人体分解代谢酒精的主要器官是肝脏。乙醇在人体内的代谢过程离不开两种酶,即乙醇脱氢酶、乙醛脱氢酶。其代谢过程为:酒精在人体内乙醇脱氢酶的作用下,被分解成乙醛;乙醛在人体内乙醛脱氢酶的作用下,被分解成乙酸,乙酸会被人体慢慢吸收。喝酒易脸红是因为体内缺少乙醛脱氢酶或者乙醛脱氢酶活性低。当体内缺少乙醛脱氢酶或者乙醛脱氢酶活性低,体内的乙醛分解成乙酸的速度变得很慢,乙醛会蓄积在体内,乙醛会刺激毛细血管,从而引起脸红。

2、酒的酿造

酿酒就是粮谷中的淀粉转化为酒的过程,分为糖化和酒化两个阶段。糖化阶段是粮谷在预处理和各种生物酶作用下转化为可发酵的糖类,酒化阶段则是水解后的糖类在微生物作用下代谢产生酒精。

3、酒驾

酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。国家相关规定指出,饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml,小于80mg/100ml的驾驶行为,饮酒驾车属于违法行为。醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为,醉酒驾车属于犯罪行为。

4、常见酒精类别

(1)医用酒精

医用酒精的主要成分是乙醇。医用酒精的纯度有多种,常见的为95%和75%。75%的酒精用于消毒,这是因为,过高浓度的酒精会在细菌表面形成一层保护膜,阻止其进入细菌体内,难以将细菌彻底杀死。若酒精浓度过低,虽可进入细菌,但不能将其体内的蛋白质凝固,同样也不能将细菌彻底杀死,所以并不是酒精浓度越高杀菌效果越好。

(2)工业酒精

工业酒精,即工业上使用的酒精,工业酒精的纯度一般为95%和99%。主要用于:印刷、电子、五金、香料、化工合成、医药合成、清洗剂、溶剂等方面,应用很广泛。工业酒精不可饮用,因为工业酒精里往往含有少量甲醇、醛类、有机酸等杂质,饮用工业酒精后会引起中毒,甚至死亡。

二、例题展示

(单选)人体分解和代谢酒精的器官是:

A.肾 B.胃 C.肝脏 D.脾

【答案】C。解析:肝脏是分解和代谢酒精的器言,长期大量饮酒会导致酒精性肝炎,进而会转化为肝硬化等。

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在事业单位考试中,科技常识是很重要的一部分,而且其涉及领域广,考察内容灵活,一直以来都是复习的难点。所以就需要各位同学在备考过程当中,注重平时积累,才能达到事半功倍的效果。

一、知识点详解——维生素

(一)概念

维生素又名维他命,是人和动物为维持正常的生理功能而必须从食物中获得的一类微量有机物质,在人体生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。维生素神经体既不参与构成人体细胞,也不为人体提供能量。这类物质由于体内不能合成或合成量不足,所以虽然需要量很少,但必须经常由食物供给。

(二)种类

维生素是个庞大的家族,现阶段所知的维生素就有几十种,大致可分为脂溶性和水溶性两大类。

1、脂溶性维生素

(1)维生素A

功能:维持视觉、维持皮肤粘膜完整性、维持和促进免疫功能、促进生长发育和维持生殖功能、促进血红蛋白生成,增加食物中铁的摄取等等。

缺乏危害:暗适应功能损伤导致的夜盲症、上皮功能异常(毛囊角质化)、胚胎生长和发育异常、免疫功能受损等等。

富含食物:水果类有梨、苹果、枇杷、樱桃、香蕉、桂圆、杏子、荔枝、西瓜、甜瓜等。蔬菜类有马齿苋、大白菜、荠菜、番茄、茄子、南瓜、黄瓜、青椒、菠菜、苜蓿、豌豆苗、红心甜薯、胡萝卜等。谷类有绿豆、大米、胡桃仁等。动物类有猪肉、鸡肉、蛋类、鳖、蟹、田螺等等。

(2)维生素D

功能:调节钙、磷代谢,促进骨骼生长,调节细胞生长分化,调节免疫功能等。

缺乏危害:骨质软化、骨质疏松、软骨病(佝偻症)

富含食物:维生素D是脂溶性维生素,水果蔬菜中含量少,主要来源于鱼肝油、肝、蛋黄、奶类中。

(3)维生素E(生育酚)

功能:延缓衰老,抗氧化保护机体细胞免受自由基的毒害,预防与治疗静脉曲张;防止血液的凝固,减少斑纹组织的产生,促进性激素分泌等。

缺乏危害:男性睾丸萎缩不产生精子,女性胚胎与胎盘萎缩引起流产,阻碍脑垂体调节卵巢分泌雌激素等诱发更年期综合症、卵巢早衰,使蛋白质变性,酶和激素失活,免疫力下降,代谢失常,促使机体衰老或发生溶血等。

富含食物:压榨植物油、果蔬、坚果、瘦肉、乳类、蛋类、柑橘皮等。果蔬包括猕猴桃、菠菜、卷心菜、菜塞花、羽衣甘蓝、莴苣、甘薯、山药。坚果包括杏仁、榛子和胡桃。

补充:压榨植物油包括向日葵籽、芝麻、玉米、橄榄、花生、山茶等。此外,红花、大豆、棉籽、小麦胚芽、鱼肝油都有一定含量的维生素E,含量最为丰富的是小麦胚芽,最初多数自然维生素E从麦芽油提取,通常从菜油、大豆油中获得。

2、水溶性维生素

(1)维生素B1

功能:增进食欲,维持神经正常活动等等。

缺乏危害:脚气病、乳酸堆积

富含食物:一是粮谷类、豆类、硬果和干酵母中含量比较丰富,因此糙米和带麸皮的面粉比精白米中含量高;二是在动物的内脏如肝、肾、瘦肉和蛋黄;三是有些蔬菜如芹菜和紫菜等。

(2)维生素B2

功能:与能量的产生直接有关,促进生长发育和细胞的再生,增进视力,与其他物质结合一起,从而影响生物氧化和能量代谢。

缺乏危害:口腔-生殖综合征(口腔溃疡、口角炎等),导致儿童生长迟缓、轻中度缺铁性贫血等。

富含食物:广泛存在于酵母、肝、肾、蛋、奶、大豆等中。

(3)维生素C

功能:高效抗氧化、促进铁的吸收、增强免疫功能等。

缺乏危害:坏血病、免疫力下降、

富含食物:水果类:1、柑橘类的水果,比如橘子、柠檬、柚子、橙子,这些柑橘类的水果当中蕴含非常丰富的维生素C。2、枣类的水果,比如红枣、青枣、乌枣、酸枣,这些枣类的水果当中含有非常丰富的水果。蔬菜类:比如丝瓜、黄瓜、苦瓜、茄子、西红柿,这些瓜茄类的蔬菜当中含有丰富的维生素C。叶菜,比如芹菜、韭菜、白菜、生菜当中都富含有丰富的维生素C。

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