Quantum Particulars -vierassarakkeen bonusartikkeli: "Kvanttiatomiteollisuuden tarinan opettaminen desqtopMOTilla" – Inside Quantum Technology

"Quantum Particulars" on toimituksellinen vieraskolumni, joka sisältää ainutlaatuisia näkemyksiä ja haastatteluja kvanttitutkijoiden, kehittäjien ja asiantuntijoiden kanssa, jotka tarkastelevat tämän alan keskeisiä haasteita ja prosesseja. Tämän bonusartikkelin on kirjoittanut Brian Siegelwax, keskittymässä Infleqtion's desqtopMOT, osa Oqtant-alustaa opettajille.

Joulukuussa 2023, Taivutus käynnisti sen Oqtant kvanttiainepalvelu. Nyt tammikuussa 2024 Infleqtion julkaisee desqtopMOTin, sen pöytätaso kylmäatomialusta. Kouluttajana nämä molemmat tuotteet on tarkoitettu auttamaan sinua kouluttamaan ja vahvistamaan oppilaitasi. Joten looginen kysymys kuuluu, mikä sinun pitäisi valita luokkahuoneeseesi?

Lyhyt vastaus on, että ne täydentävät toisiaan. Itse asiassa niitä voidaan pitää saman tarinan kahdena osana.

Osa 1: Käytännössä desqtopMOTin kanssa

desqtopMOT on käytännönläheinen fyysinen laitteistojärjestelmä, jossa on ohjelmistoelementti, jonka avulla opiskelijat voivat oppia kvanttiatomiteollisuuden tärkeimmät työkalut opetuslaboratorioympäristössä. Se on alusta kvanttimekaniikan opettamiseen valon ja aineen vuorovaikutuksen kautta. Opiskelijasi oppivat teoreettisen taustan opetussuunnitelmasta ja käyttävät sitten desqtopMOTia atomien kokeiluun. He käyttävät sitä ohjaamaan atominäytteiden luomista sekä kehittämään ja testaamaan hypoteeseja.

desqtopMOT sisältää:

• Tyhjiöjärjestelmä
• Rubidium-atomin lähde
• Palkin toimitusoptiikka ja koepalauta
• Stabiloitu laserjärjestelmä
• Vertailuspektroskopiakenno
• Kattava monilukuinen opetussuunnitelma, jossa on kaksi oppimistasoa, perus- ja edistynyt
• Python-käyttöliittymä reaaliaikaisella ohjauksella (edistynyt malli)

Kokeilut soveltuvat atomipohjaiseen ajanmittaukseen, kvanttianturiin ja kvanttilaskentaan, joten kehität oppilaidesi taitoja ja parannat työllistettävyyttä.

Luettelossa, joka ei ole tyhjentävä, opetussuunnitelma sisältää oppitunteja:
• kylmän atomin fysiikka
• kuvantaminen
• laserit
• laserjäähdytys ja pyydystäminen
• optiikka ja fotoniikka
• kvanttimittaukset
• spektroskopia
• tyhjiötekniikka ja tiede

Kuva Rb MOT -pilvestä (vaaleanpunainen piste) solun sisällä. Kuva: Allie Weary, Hannes Bernien Lab Chicagon yliopistossa Infleqtionin luvalla.

desqtopMOT antaa sinulle mahdollisuuden tarjota opiskelijoillesi todella mukaansatempaavan oppimiskokemuksen. Näytöt voidaan asettaa niin, että oppilaat saavat paremman näkemyksen, mutta he voivat myös vuorotellen tarkkailla laitteistoa suoraan. Jos sammutat luokkahuoneesi valot laservirityksen atomien lähettämän fluoresenssin ansiosta, oppilaasi voivat "nähdä" Rubidium-pilven ansassa. Kokeet kulkevat kirjaimellisesti heidän silmiensä edessä.

Osa 2: Kvanttiaineen tekeminen Oqtantilla

Kvanttiainepalveluna – itse asiassa maailman ainoana kvanttiainepalveluna – Oqtant on saatavilla pilven kautta; kaikki opiskelijasi tarvitsevat Internet-yhteyden. Se on täysin käytettävissä älypuhelimilla, joten opiskelijoillasi ei välttämättä tarvitse olla kannettavia tietokoneita käyttääkseen sitä.

Oqtant antaa opiskelijoillesi jo jäähdytettyjä atomeja, jotka poistavat desqtopMOT:n ja antavat heille mahdollisuuden sukeltaa syvälle ultrakylmien järjestelmien kvanttikäyttäytymiseen. Käyttämällä joko kooditonta portaalia tai Python-sovellusliittymää nimeltä Oqtant API tai OqtAPI (lausutaan "octopi"), opiskelijasi voivat:

• Hallitse kvanttiaineen muodostumista
• Tutustu häiriöihin, koherenssiin, tunnelointiin, atomtroniikkaan, epälineaariseen käyttäytymiseen, superpositioon, superfluiditeettiin ja muihin
• Tarkkaile faasimuutoksia ja kehitystä
• Kehitä ja testaa hypoteeseja

Lyhyt sivuhuomio lukijoille, jotka eivät ole perehtyneet kvanttiaineeseen:

Magneeteilla laserjäähdytettyjen atomien ryhmä ripustetaan ultrakorkeaan tyhjiökammioon. Jäähdytystekniikka voitti Nobel-palkinnon. Kun atomit jäähtyvät, osa niistä tiivistyy ja alkaa olla samassa kvanttitilassa. Tämä kvanttiaine, jota kutsutaan Bose-Einstein-kondensaatiksi (BEC), voidaan pitää jättiläisatomina tai superatomina. Se on kooltaan makroskooppinen, sitä edustaa yksi aaltofunktio ja se käyttäytyy yhtenä kokonaisuutena. BEC on aineen viides tila kiinteän, nestemäisen, kaasun ja plasman ohella.

Aikavyöhykkeestäsi riippuen Oqtantilla on mahdollisuus toimia reaaliajassa. Jos se on verkossa eikä jonossa ole töitä, oppilaiden ensimmäisen työtehtävän pitäisi valmistua noin minuutissa. Jos se on offline-tilassa, opiskelijasi voivat asettaa töitä jonoon milloin tahansa, ja ne suoritetaan peräkkäin, kun Oqtant palaa verkkoon. Sen mukaan FAQ, aikataulu on:

Oqtant on verkossa joka toinen viikko, lukuun ottamatta Yhdysvaltain lomia ja suunniteltuja huoltoseisokkeja. Verkkoviikkojen aikataulu on maanantaista torstaihin klo 10-3 MT (UTC-7), aikataulun poikkeuksista tiedotetaan mahdollisimman pian.

Oqtantilla on:

• verkkosovellusopas
• Oqtant FAQ
• interaktiivinen kiertue
• Python API -resurssit
• 55 minuutin video
• 5 minuutin video
• 87-sivuinen paperi
• tekniset huomautukset RF-haihtumista, kvanttiaineesta ja kuvantamisesta

Opiskelijasi voivat lähettää jopa 10 työtä päivässä täysin ilmaiseksi. Premium-työpaikkoja voi ostaa, mikä lisää tätä kiintiötä jopa 100 työpaikkaan päivässä. Nämä premium-työt ovat etusijalla järjestelmässä, ja ne suoritetaan ennen jonossa olevia vapaita töitä. Voit perustaa tiimin, jonka avulla opiskelijat voivat jakaa premium-kiintiösi.

Johtopäätös: desqtopMOTin käyttäminen opiskelijoille

Jos satut olemaan mukana SPIE Photonics West, he tekevät kylmiä atomeja desqtopMOTilla osastolla 7207 koko päivän tiistaina ja keskiviikkona. Lukujen pitkämuotoiset tuoteesittelyt ja luvun 6 kokeilu tapahtuu molempina päivinä klo 2. Tiimi miettii tapoja suojata se valolta, jotta voit "nähdä" Rubidium-pilven omin silmin ilman minkäänlaista suurennusta.

Voit tutustua Oqtantiin juuri tällä hetkellä.

Jos niitä käytetään yhdessä, opiskelijasi tietävät koko kvanttiatomiteollisuuden tarinan.

Brian N. Siegelwax on itsenäinen kvanttialgoritmien suunnittelija. Hänet tunnetaan panoksestaan ​​kvanttilaskennan alalla, erityisesti kvanttialgoritmien suunnittelussa. Hän on arvioinut lukuisia kvanttilaskennan puitteita, alustoja ja apuohjelmia ja jakanut näkemyksensä ja havaintojaan kirjoituksissaan. Siegelwax on myös kirjailija ja hän on kirjoittanut kirjoja, kuten "Dungeons & Qubits" ja "Choose Your Own Quantum Adventure". Hän kirjoittaa säännöllisesti Mediumille erilaisista kvanttilaskentaan liittyvistä aiheista. Hänen työhönsä kuuluvat kvanttilaskennan käytännön sovellukset, kvanttilaskennan tuotteiden katsaukset ja keskustelut kvanttilaskennan käsitteistä.

Luokat:
Vierasartikkeli, kvanttilaskenta, tutkimus, ohjelmisto

Tunnisteet:
Brian Siegelwax, Taivutus, Oqtant

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-bonus-article-teaching-the-quantum-atomic-industry-story-with-desqtopmot/