Άρθρο μπόνους στη στήλη Quantum Particulars: «Διδάσκοντας την ιστορία της Quantum Atomic Industry with desqtopMOT» – Inside Quantum Technology

Το "Quantum Particulars" είναι μια στήλη προσκεκλημένων εκδόσεων που περιλαμβάνει αποκλειστικές πληροφορίες και συνεντεύξεις με κβαντικούς ερευνητές, προγραμματιστές και ειδικούς που εξετάζουν βασικές προκλήσεις και διαδικασίες σε αυτόν τον τομέα. Αυτό το άρθρο μπόνους γράφτηκε από Μπράιαν Σίγκελγουοξ, εστιάζοντας σε Infleqtion's desqtopMOT, μέρος της πλατφόρμας Oqtant για εκπαιδευτικούς.

Τον Δεκέμβριο του 2023, Infleqtion ξεκίνησε Oqtant υπηρεσία κβαντικής ύλης. Τώρα, τον Ιανουάριο του 2024, η Infleqtion λανσάρει το desqtopMOT πλατφόρμα ψυχρού ατόμου πάγκου. Ως εκπαιδευτικός, και τα δύο αυτά προϊόντα έχουν σκοπό να σας βοηθήσουν να εκπαιδεύσετε και να ενδυναμώσετε τους μαθητές σας. Λοιπόν, μια λογική ερώτηση είναι, ποιο να επιλέξετε για την τάξη σας;

Η σύντομη απάντηση είναι ότι είναι συμπληρωματικά. Στην πραγματικότητα, μπορούν να θεωρηθούν ως δύο μέρη μιας ιστορίας.

Μέρος 1: Συνεργασία με το desqtopMOT

Το desqtopMOT είναι ένα πρακτικό σύστημα φυσικού υλικού με στοιχείο λογισμικού που επιτρέπει στους μαθητές να μάθουν τα βασικά εργαλεία της κβαντικής ατομικής βιομηχανίας σε ένα εργαστήριο διδασκαλίας. Είναι μια πλατφόρμα διδασκαλίας της κβαντικής μηχανικής μέσω αλληλεπιδράσεων φωτός-ύλης. Οι μαθητές σας θα μάθουν το θεωρητικό υπόβαθρο από το πρόγραμμα σπουδών και στη συνέχεια θα χρησιμοποιήσουν το desqtopMOT για να πειραματιστούν με άτομα. Θα το χρησιμοποιήσουν για να ελέγξουν τη δημιουργία ατομικών δειγμάτων και να αναπτύξουν και να δοκιμάσουν υποθέσεις.

Το desqtopMOT περιλαμβάνει:

• Ένα σύστημα κενού
• Πηγή ατόμου ρουβιδίου
• Οπτικά παράδοσης δέσμης και breadboard
• Ένα σταθεροποιημένο σύστημα λέιζερ
• Ένα κύτταρο φασματοσκοπίας αναφοράς
• Ένα ολοκληρωμένο πρόγραμμα σπουδών πολλών κεφαλαίων με δύο επίπεδα μάθησης, βασικό και προχωρημένο
• Μια διεπαφή Python με έλεγχο σε πραγματικό χρόνο (προηγμένο μοντέλο)

Τα πειράματα έχουν δυνατότητα εφαρμογής στη χρονομέτρηση με βάση τα άτομα, την κβαντική ανίχνευση και τον κβαντικό υπολογισμό, επομένως θα αναβαθμίσετε και θα βελτιώσετε την απασχολησιμότητα των μαθητών σας.

Σε μια μη εξαντλητική λίστα, το πρόγραμμα σπουδών περιλαμβάνει μαθήματα σε:
• φυσική ψυχρού ατόμου
• απεικόνιση
• λέιζερ
• Ψύξη και παγίδευση με λέιζερ
• οπτική και φωτονική
• κβαντικές μετρήσεις
• φασματοσκοπία
• μηχανική κενού και επιστήμη

Μια φωτογραφία ενός σύννεφου Rb MOT (απαλό ροζ κουκκίδα) μέσα σε ένα κελί. Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Allie Weary, του εργαστηρίου Hannes Bernien στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο ευγενική προσφορά του Infleqtion.

Το desqtopMOT σάς δίνει τη δυνατότητα να προσφέρετε στους μαθητές σας μια πραγματικά καθηλωτική εμπειρία μάθησης. Οι οθόνες μπορούν να ρυθμιστούν έτσι ώστε οι μαθητές να έχουν καλύτερη εικόνα, αλλά μπορούν επίσης να παρατηρούν εκ περιτροπής απευθείας το υλικό. Εάν σβήσετε τα φώτα στην τάξη σας, χάρη στον φθορισμό που εκπέμπουν τα άτομα από τη διέγερση με λέιζερ, οι μαθητές σας μπορούν να «δουν» το νέφος του Ρουβιδίου στην παγίδα. Τα πειράματα θα τρέξουν κυριολεκτικά μπροστά στα μάτια τους.

Μέρος 2: Δημιουργία Κβαντικής Ύλης με το Oqtant

Ως υπηρεσία κβαντικής ύλης – στην πραγματικότητα, η μόνη υπηρεσία κβαντικής ύλης στον κόσμο – το Oqtant είναι προσβάσιμο μέσω του νέφους. Το μόνο που χρειάζονται οι μαθητές σας είναι πρόσβαση στο Διαδίκτυο. Είναι πλήρως προσβάσιμο μέσω smartphone, επομένως οι μαθητές σας δεν χρειάζεται απαραίτητα να έχουν φορητούς υπολογιστές για να το χρησιμοποιήσουν.

Το Oqtant δίνει στους μαθητές σας ήδη ψυχρά άτομα, αφαιρώντας το desqtopMOT και επιτρέποντάς τους να βουτήξουν βαθιά την κβαντική συμπεριφορά των υπερψυχρά συστημάτων. Χρησιμοποιώντας είτε μια πύλη χωρίς κώδικα είτε ένα Python API που ονομάζεται Oqtant API ή OqtAPI (προφέρεται "octopi"), οι μαθητές σας θα είναι σε θέση:

• Έλεγχος της δημιουργίας κβαντικής ύλης
• Εξερευνήστε παρεμβολές, συνοχή, σήραγγες, ατομική, μη γραμμική συμπεριφορά, υπέρθεση, υπερρευστότητα και άλλα
• Παρατηρήστε τις μεταβάσεις φάσεων και την εξέλιξη
• Αναπτύξτε και δοκιμάστε υποθέσεις

Μια σύντομη περιγραφή για τους αναγνώστες που δεν είναι εξοικειωμένοι με την κβαντική ύλη:

Με τους μαγνήτες, ένα σύνολο ατόμων που ψύχονται με λέιζερ αιωρείται μέσα σε έναν εξαιρετικά υψηλό θάλαμο κενού. Η τεχνική ψύξης κέρδισε βραβείο Νόμπελ. Καθώς τα άτομα ψύχονται, ένα κλάσμα από αυτά συμπυκνώνεται και αρχίζει να καταλαμβάνει την ίδια κβαντική κατάσταση. Αυτή η κβαντική ύλη, που ονομάζεται συμπύκνωμα Bose-Einstein (BEC), μπορεί να θεωρηθεί ως γιγάντιο άτομο ή υπεράτομο. Είναι μακροσκοπικό σε μέγεθος, αντιπροσωπεύεται από μία μόνο κυματοσυνάρτηση και συμπεριφέρεται ως μία οντότητα. Το BEC είναι η 5η κατάσταση της ύλης, μαζί με το στερεό, το υγρό, το αέριο και το πλάσμα.

Ανάλογα με τη ζώνη ώρας σας, το Oqtant έχει τη δυνατότητα να τρέχει σε πραγματικό χρόνο. Εάν είναι online και δεν υπάρχουν εργασίες στην ουρά, η πρώτη εργασία των μαθητών σας θα πρέπει να εκτελεστεί σε περίπου ένα λεπτό. Εάν είναι εκτός σύνδεσης, οι μαθητές σας μπορούν να κάνουν ουρά για εργασίες ανά πάσα στιγμή και θα εκτελούνται διαδοχικά όταν το Oqtant επανέλθει στο διαδίκτυο. Σύμφωνα με αυτήν FAQ, το πρόγραμμα είναι:

Η Oqtant είναι online κάθε δεύτερη εβδομάδα, εξαιρουμένων των αργιών στις ΗΠΑ και των προγραμματισμένων διακοπών συντήρησης. Το πρόγραμμα για τις διαδικτυακές εβδομάδες είναι Δευτέρα-Πέμπτη, 10 π.μ.-3 μ.μ. MT (UTC-7). Οι εξαιρέσεις από το πρόγραμμα θα ανακοινωθούν το συντομότερο δυνατό.

Η Oqtant έχει:

• έναν Οδηγό εφαρμογών Ιστού
• ένα Oqtant FAQ
• μια διαδραστική περιήγηση
• Πόροι Python API
• ένα βίντεο 55 λεπτών
• ένα βίντεο 5 λεπτών
• ένα χαρτί 87 σελίδων
• τεχνικές σημειώσεις για την εξάτμιση ραδιοσυχνοτήτων, την κβαντική ύλη και την απεικόνιση

Οι μαθητές σας μπορούν να υποβάλλουν έως και 10 θέσεις εργασίας την ημέρα εντελώς δωρεάν. Μπορείτε να αγοράσετε θέσεις εργασίας premium, αυξάνοντας αυτό το όριο έως και 100 θέσεις εργασίας την ημέρα. Αυτές οι εργασίες premium έχουν προτεραιότητα στο σύστημα και εκτελούνται πριν από τυχόν δωρεάν εργασίες στην ουρά. Μπορείτε να δημιουργήσετε μια ομάδα, η οποία θα επιτρέψει στους μαθητές σας να μοιραστούν τις προνομιακές σας ποσοστώσεις.

Συμπέρασμα: Χρήση του desqtopMOT για φοιτητές

Αν τύχει να παρευρεθείτε SPIE Photonics West, θα φτιάξουν ψυχρά άτομα με desqtopMOT στο Booth 7207 όλη την ημέρα την Τρίτη και την Τετάρτη. Οι επιδείξεις προϊόντων μακράς μορφής των κεφαλαίων και ένα πείραμα από το Κεφάλαιο 6 πραγματοποιούνται στις 2:XNUMX και τις δύο ημέρες. Η ομάδα αναζητά τρόπους για να το προστατεύσει από τον φωτισμό, ώστε να μπορείτε να «δείτε» το σύννεφο Rubidium με τα μάτια σας, χωρίς τη βοήθεια οποιουδήποτε είδους μεγέθυνσης.

Μπορείτε να εξερευνήσετε το Oqtant αμέσως.

Εάν χρησιμοποιηθούν μαζί, οι μαθητές σας θα γνωρίζουν την πλήρη ιστορία της κβαντικής ατομικής βιομηχανίας.

Brian N. Siegelwax είναι ανεξάρτητος Σχεδιαστής Κβαντικών Αλγορίθμων. Είναι γνωστός για τη συνεισφορά του στον τομέα των κβαντικών υπολογιστών, ιδιαίτερα στον σχεδιασμό κβαντικών αλγορίθμων. Έχει αξιολογήσει πολλά πλαίσια κβαντικών υπολογιστών, πλατφόρμες και βοηθητικά προγράμματα και έχει μοιραστεί τις ιδέες και τα ευρήματά του μέσω των γραπτών του. Ο Siegelwax είναι επίσης συγγραφέας και έχει γράψει βιβλία όπως «Dungeons & Qubits» και «Choose Your Own Quantum Adventure». Γράφει τακτικά στο Medium για διάφορα θέματα που σχετίζονται με τον κβαντικό υπολογισμό. Το έργο του περιλαμβάνει πρακτικές εφαρμογές του κβαντικού υπολογισμού, ανασκοπήσεις προϊόντων κβαντικών υπολογιστών και συζητήσεις για τις έννοιες του κβαντικού υπολογισμού.

Κατηγορίες:
Καλεσμένο άρθρο, κβαντική υπολογιστική, έρευνα, λογισμικό

Ετικέτες:
Μπράιαν Σίγκελγουοξ, Infleqtion, Oqtant

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-bonus-article-teaching-the-quantum-atomic-industry-story-with-desqtopmot/