Quantum Particulars Guest Column Bonusartikel: "Undervisning af Quantum Atomic Industry Story med desqtopMOT" - Inside Quantum Technology

"Quantum Particulars" er en redaktionel gæstespalte med eksklusive indsigter og interviews med kvanteforskere, udviklere og eksperter, der ser på centrale udfordringer og processer på dette felt. Denne bonusartikel er skrevet af Brian Siegelwax, med fokus på Bøjning desqtopMOT, en del af Oqtant-platformen for undervisere.

I december 2023, Bøjning lancerede sin Oqtant kvantestofservice. Nu, i januar 2024, lancerer Infleqtion desqtopMOT, sin bordplade kold atom platform. Som underviser er begge disse produkter beregnet til at hjælpe dig med at uddanne og styrke dine elever. Så et logisk spørgsmål er, hvilken skal du vælge til dit klasseværelse?

Det korte svar er, at de er komplementære. Faktisk kan de opfattes som to dele af én historie.

Del 1: Kom i gang med desqtopMOT

desqtopMOT er et praktisk fysisk hardwaresystem med et softwareelement, der giver eleverne mulighed for at lære nøgleværktøjerne fra kvanteatomindustrien i et undervisningslaboratoriemiljø. Det er en platform til undervisning i kvantemekanik gennem lys-stof-interaktioner. Dine elever vil lære den teoretiske baggrund fra læseplanen og derefter bruge desqtopMOT til at eksperimentere med atomer. De vil bruge det til at kontrollere oprettelsen af ​​atomprøver og udvikle og teste hypoteser.

desqtopMOT inkluderer:

• Et vakuumsystem
• En Rubidium atomkilde
• Beam levering optik og breadboard
• Et stabiliseret lasersystem
• En referencespektroskopicelle
• En omfattende pensum i flere kapitler med to niveauer af læring, basis og avanceret
• En Python-grænseflade med realtidsstyring (avanceret model)

Eksperimenterne kan anvendes til atombaseret tidtagning, kvantesansning og kvanteberegning, så du opkvalificerer og forbedrer dine elevers beskæftigelsesegnethed.

På en ikke-udtømmende liste indeholder læseplanen lektioner i:
• kold atomfysik
• billeddannelse
• lasere
• laserkøling og fældefangst
• optik og fotonik
• kvantemålinger
• spektroskopi
• vakuumteknik og videnskab

Et foto af en Rb MOT-sky (lyserød prik) inde i en celle. Billede udlånt af Allie Weary, Hannes Bernien Lab ved University of Chicago med tilladelse fra Infleqtion.

desqtopMOT giver dig mulighed for at give dine elever en virkelig fordybende læringsoplevelse. Skærme kan sættes op, så eleverne kan få et bedre overblik, men de kan også skiftes til at observere hardwaren direkte. Hvis du slukker lyset i dit klasseværelse, takket være den fluorescens, der udsendes af atomerne fra laserexcitation, kan dine elever "se" Rubidium-skyen i fælden. Eksperimenterne vil bogstaveligt talt køre lige foran deres øjne.

Del 2: Gør Quantum Matter med Oqtant

Som en kvantestoftjeneste – faktisk verdens eneste kvantestoftjeneste – er Oqtant tilgængelig via skyen; alt, hvad dine elever behøver, er internetadgang. Det er fuldt tilgængeligt via smartphones, så dine elever behøver ikke nødvendigvis at have bærbare computere for at bruge det.

Oqtant giver dine elever allerede afkølede atomer, fjerner desqtopMOT og giver dem mulighed for at dykke i dybden med ultrakolde systemers kvanteadfærd. Ved at bruge enten en kodefri portal eller en Python API kaldet Oqtant API eller OqtAPI (udtales "octopi"), vil dine elever være i stand til:

• Styr skabelsen af ​​kvantestof
• Udforsk interferens, kohærens, tunneling, atomtronik, ikke-lineær adfærd, superposition, superfluiditet og mere
• Observer faseovergange og evolution
• Udvikle og afprøve hypoteser

En kort side til læsere, der ikke er bekendt med kvantestof:

Med magneter er et ensemble af laserkølede atomer suspenderet i et ultrahøjt vakuumkammer. Køleteknikken vandt en Nobelpris. Når atomerne afkøles, kondenserer en brøkdel af dem og begynder at indtage den samme kvantetilstand. Dette kvantestof, kaldet et Bose-Einstein-kondensat (BEC), kan opfattes som et kæmpe atom eller superatom. Den er makroskopisk i størrelse, den er repræsenteret af en enkelt bølgefunktion, og den opfører sig som én enhed. BEC er den 5. tilstand af stof, sammen med fast, flydende, gas og plasma.

Afhængigt af din tidszone har Oqtant mulighed for at køre i realtid. Hvis det er online, og der ikke er job i køen, bør dine elevers første job udføres om cirka et minut. Hvis det er offline, kan dine elever stille job i kø når som helst, og de kører sekventielt, når Oqtant kommer online igen. Ifølge sin FAQ, tidsplanen er:

Oqtant er online hver anden uge, eksklusive amerikanske helligdage og planlagte vedligeholdelsesudfald. Tidsplanen for online uger er mandag-torsdag, 10:3-7:XNUMX MT (UTC-XNUMX). Undtagelser fra tidsplanen vil blive annonceret så hurtigt som muligt.

Oqtant har:

• en Web App Guide
• en Oqtant FAQ
• en interaktiv tur
• Python API-ressourcer
• en 55-minutters video
• en 5-minutters video
• et papir på 87 sider
• tekniske noter om RF-fordampning, kvantestof og billeddannelse

Dine studerende kan indsende op til 10 jobs om dagen helt gratis. Premium-job kan købes, hvilket øger denne kvote med op til 100 jobs om dagen. Disse premiumjob har prioritet i systemet og kører før eventuelle ledige job i køen. Du kan oprette et team, som giver dine elever mulighed for at dele dine premium-kvoter.

Konklusion: Brug af desqtopMOT til studerende

Hvis du tilfældigvis deltager SPIE Photonics West, vil de lave kolde atomer med desqtopMOT på stand 7207 hele dagen tirsdag og onsdag. Langformede produktdemonstrationer af kapitlerne og et eksperiment fra kapitel 6 finder sted kl. 2 begge dage. Holdet brainstormer på måder at afskærme det fra belysningen, så du vil være i stand til at "se" Rubidium-skyen med dine egne øjne, uden hjælp af nogen form for forstørrelse.

Du kan udforske Oqtant lige nu.

Hvis de bruges sammen, vil dine elever kende hele historien om kvanteatomindustrien.

Brian N. Siegelwax er en uafhængig Quantum Algoritme Designer. Han er kendt for sine bidrag til kvanteberegningsområdet, især inden for design af kvantealgoritmer. Han har evalueret adskillige kvanteberegningsrammer, platforme og hjælpeprogrammer og har delt sin indsigt og resultater gennem sine skrifter. Siegelwax er også forfatter og har skrevet bøger som "Dungeons & Qubits" og "Choose Your Own Quantum Adventure". Han skriver jævnligt på Medium om forskellige emner relateret til quantum computing. Hans arbejde omfatter praktiske anvendelser af kvantedatabehandling, anmeldelser af kvantedatabehandlingsprodukter og diskussioner om kvantedatabehandlingskoncepter.

Kategorier:
Gæsteartikel, quantum computing, forskning, software

tags:
Brian Siegelwax, Bøjning, Oqtant

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
• PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
• PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
• PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
• Kilde: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-bonus-article-teaching-the-quantum-atomic-industry-story-with-desqtopmot/