المادة الإضافية لعمود الضيوف في تفاصيل الكم: "تدريس قصة الصناعة الذرية الكمومية باستخدام desqtopMOT" - داخل تكنولوجيا الكم

"تفاصيل الكم" عبارة عن عمود ضيف تحريري يضم رؤى حصرية ومقابلات مع باحثين ومطورين وخبراء كميين يبحثون في التحديات والعمليات الرئيسية في هذا المجال. تمت كتابة هذه المقالة الإضافية بواسطة بريان سيجلواكس، يركز على انعطاف desqtopMOT، جزء من منصة Oqtant للمعلمين.

في ديسمبر 2023، تضخم أطلقت اوكتانت خدمة المادة الكمومية. الآن، في يناير 2024، ستطلق Infleqtion برنامج desqtopMOT، الخاص بها منصة الذرة الباردة الفوق. كمعلم، يهدف كلا المنتجين إلى مساعدتك في تعليم طلابك وتمكينهم. لذا، السؤال المنطقي هو، أي واحد يجب أن تختاره لفصلك الدراسي؟

الإجابة المختصرة هي أنها متكاملة. في الواقع، يمكن اعتبارهما جزأين من قصة واحدة.

الجزء 1: التدريب العملي على desqtopMOT

إن desqtopMOT هو نظام أجهزة مادي عملي يحتوي على عنصر برمجي يسمح للطلاب بتعلم الأدوات الأساسية للصناعة الذرية الكمومية ضمن بيئة معملية تعليمية. إنها منصة لتدريس ميكانيكا الكم من خلال تفاعلات المادة الخفيفة. سوف يتعلم طلابك الخلفية النظرية من المنهج ثم يستخدمون desqtopMOT للتجربة على الذرات. وسوف يستخدمونها للتحكم في إنشاء العينات الذرية وتطوير الفرضيات واختبارها.

يتضمن desqtopMOT:

• نظام فراغ
• مصدر ذرة الروبيديوم
• بصريات توصيل الشعاع واللوح
• نظام ليزر مستقر
• خلية التحليل الطيفي المرجعية
• منهج شامل متعدد الفصول مع مستويين من التعلم، الأساسي والمتقدم
• واجهة Python مع التحكم في الوقت الفعلي (نموذج متقدم)

يمكن تطبيق التجارب على ضبط الوقت المعتمد على الذرة، والاستشعار الكمي، والحوسبة الكمومية، لذلك ستحسن مهارات طلابك وتحسن قابلية توظيفهم.

في قائمة غير شاملة، يتضمن المنهج دروسًا في:
• فيزياء الذرة الباردة
• التصوير
• الليزر
• التبريد بالليزر والملاءمة
• البصريات والضوئيات
• قياسات الكم
• التحليل الطيفي
• هندسة وعلوم الفراغ

صورة لسحابة Rb MOT (نقطة وردية شاحبة) داخل خلية. الصورة مقدمة من Allie Weary، مختبر Hannes Bernien في جامعة شيكاغو، مقدمة من Infleqtion.

يمكّنك desqtopMOT من منح طلابك تجربة تعليمية غامرة حقًا. يمكن إعداد الشاشات بحيث يتمكن الطلاب من الحصول على رؤية أفضل، ولكن يمكنهم أيضًا التناوب في مراقبة الأجهزة مباشرةً. إذا قمت بإطفاء الأنوار في الفصل الدراسي الخاص بك، وذلك بفضل التألق المنبعث من الذرات الناتجة عن إثارة الليزر، فيمكن لطلابك "رؤية" سحابة الروبيديوم في المصيدة. سيتم إجراء التجارب حرفيًا أمام أعينهم.

الجزء الثاني: صنع المادة الكمومية باستخدام الأوكتانت

وباعتبارها خدمة المادة الكمومية - في الواقع، خدمة المادة الكمومية الوحيدة في العالم - يمكن الوصول إلى خدمة Oqtant عبر السحابة؛ كل ما يحتاجه طلابك هو الوصول إلى الإنترنت. يمكن الوصول إليه بالكامل عبر الهواتف الذكية، لذلك لا يحتاج طلابك بالضرورة إلى أجهزة كمبيوتر محمولة لاستخدامه.

يمنح Oqtant طلابك ذرات مبردة بالفعل، مما يؤدي إلى تجريد desqtopMOT والسماح لهم بالتعمق في السلوك الكمي للأنظمة فائقة البرودة. باستخدام إما بوابة بدون تعليمات برمجية أو واجهة برمجة تطبيقات Python تسمى Oqtant API أو OqtAPI (تُنطق "octopi")، سيتمكن طلابك من:

• السيطرة على خلق المادة الكمومية
• استكشف التداخل، والتماسك، والنفق، والإلكترونيات الذرية، والسلوك غير الخطي، والتراكب، والميوعة الفائقة، والمزيد
• مراقبة التحولات المرحلة والتطور
• تطوير واختبار الفرضيات

نبذة مختصرة للقراء الذين ليسوا على دراية بالمادة الكمومية:

باستخدام المغناطيس، يتم تعليق مجموعة من الذرات المبردة بالليزر داخل غرفة مفرغة للغاية. فازت تقنية التبريد بجائزة نوبل. عندما تبرد الذرات، يتكثف جزء منها ويبدأ في احتلال نفس الحالة الكمومية. تسمى هذه المادة الكمومية بتكاثف بوز-آينشتاين (BEC) ، يمكن اعتبارها ذرة عملاقة أو ذرة فائقة. إنه ذو حجم عياني، ويمثله دالة موجية واحدة، ويتصرف ككيان واحد. BEC هي الحالة الخامسة للمادة، إلى جانب الحالة الصلبة والسائلة والغازية والبلازما.

اعتمادًا على منطقتك الزمنية، يتمتع تطبيق Oqtant بإمكانية التشغيل في الوقت الفعلي. إذا كان متصلاً بالإنترنت ولا توجد مهام في قائمة الانتظار، فمن المفترض أن يتم تنفيذ المهمة الأولى لطلابك خلال دقيقة واحدة تقريبًا. إذا كان غير متصل بالإنترنت، فيمكن لطلابك وضع المهام في قائمة الانتظار في أي وقت، وسيتم تشغيلها بشكل تسلسلي عندما يعود Oqtant إلى الإنترنت. وفقا لها الأسئلة الشائعة، الجدول الزمني هو:

يتوفر اتصال Oqtant بالإنترنت كل أسبوعين، باستثناء أيام العطل في الولايات المتحدة وانقطاع الصيانة المخطط لها. الجدول الزمني للأسابيع عبر الإنترنت هو من الاثنين إلى الخميس، من الساعة 10 صباحًا حتى 3 مساءً بتوقيت جرينتش (التوقيت العالمي الموحد - 7)، وسيتم الإعلان عن الاستثناءات للجدول في أقرب وقت ممكن.

اوكتانت لديه:

• دليل تطبيقات الويب
• الأسئلة الشائعة حول أوكتانت
• جولة تفاعلية
• موارد واجهة برمجة تطبيقات بايثون
• فيديو مدته 55 دقيقة
• فيديو مدته 5 دقيقة
• ورقة مكونة من 87 صفحة
• ملاحظات فنية حول تبخر الترددات اللاسلكية، والمادة الكمومية، والتصوير

يمكن لطلابك إرسال ما يصل إلى 10 وظائف يوميًا مجانًا تمامًا. ويمكن شراء الوظائف المميزة، مما يعزز هذه الحصة بما يصل إلى 100 وظيفة في اليوم. تتمتع هذه الوظائف المميزة بالأولوية في النظام ويتم تشغيلها قبل أي وظائف مجانية في قائمة الانتظار. يمكنك إنشاء فريق يسمح لطلابك بمشاركة حصصك المميزة.

الخلاصة: استخدام desqtopMOT للطلاب

إذا حدث أن تحضر SPIE الضوئيات الغربية، سوف يصنعون ذرات باردة مع desqtopMOT في Booth 7207 طوال يوم الثلاثاء والأربعاء. سيتم إجراء عروض توضيحية مطولة للفصول وتجربة من الفصل 6 في الساعة 2 ظهرًا في كلا اليومين. يقوم الفريق بطرح أفكار حول طرق لحمايتها من الإضاءة حتى تتمكن من "رؤية" سحابة الروبيديوم بأم عينيك، دون مساعدة من أي نوع من التكبير.

يمكنك استكشاف أوكتانت الآن.

إذا استخدمنا معًا، سيعرف طلابك القصة الكاملة لصناعة الذرة الكمومية.

بريان ن. سيجيلواكس هو مصمم خوارزمية الكم مستقل. وهو معروف بمساهماته في مجال الحوسبة الكمومية، وخاصة في تصميم خوارزميات الكم. لقد قام بتقييم العديد من أطر ومنصات وأدوات الحوسبة الكمومية وشارك أفكاره ونتائجه من خلال كتاباته. Siegelwax هو أيضًا مؤلف وقد ألف كتبًا مثل "Dungeons & Qubits" و"Choose Your Own Quantum Adventure". يكتب بانتظام على موقع Medium حول مواضيع مختلفة تتعلق بالحوسبة الكمومية. يتضمن عمله تطبيقات عملية للحوسبة الكمومية، ومراجعات لمنتجات الحوسبة الكمومية، ومناقشات حول مفاهيم الحوسبة الكمومية.

الفئات:
مقالة ضيف, الاحصاء الكمية, بحث, نظام البرمجيات

الوسوم (تاج):
بريان سيجلواكس, تضخم, اوكتانت

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-bonus-article-teaching-the-quantum-atomic-industry-story-with-desqtopmot/