양자 특정 게스트 칼럼 보너스 기사: "desqtopMOT를 사용하여 양자 원자력 산업 이야기 교육" – Inside Quantum Technology

"Quantum Particles"는 이 분야의 주요 과제와 프로세스를 살펴보는 양자 연구원, 개발자 및 전문가와의 독점적인 통찰력과 인터뷰를 제공하는 편집 게스트 칼럼입니다. 이 보너스 기사는 작성자: 브라이언 시겔왁스, 에 초점을 맞추고 Infleqtion의 교육자를 위한 Oqtant 플랫폼의 일부인 desqtopMOT.

12 월 2023에서, 굴절 그것의 시작했다 옥탄트 양자물질 서비스. 이제 2024년 XNUMX월 Infleqtion은 desqtopMOT을 출시합니다. 벤치탑 저온 원자 플랫폼. 교육자로서 이 두 제품 모두 학생들을 교육하고 역량을 강화하는 데 도움이 되도록 만들어졌습니다. 그렇다면 논리적인 질문은 '당신의 교실에 어떤 것을 선택해야 합니까?'입니다.

짧은 대답은 상호보완적이라는 것입니다. 사실, 이 둘은 하나의 이야기의 두 부분으로 생각할 수 있습니다.

1부: desqtopMOT 실습

desqtopMOT은 학생들이 교육 실험실 환경에서 양자 원자 산업의 핵심 도구를 배울 수 있도록 하는 소프트웨어 요소가 포함된 실습형 물리적 하드웨어 시스템입니다. 가벼운 물질 상호작용을 통해 양자역학을 교육하기 위한 플랫폼입니다. 학생들은 커리큘럼에서 이론적 배경을 배운 다음 desqtopMOT를 사용하여 원자 실험을 하게 됩니다. 그들은 이를 사용하여 원자 샘플 생성을 제어하고 가설을 개발 및 테스트합니다.

desqtopMOT에는 다음이 포함됩니다.

• 진공 시스템
• 루비듐 원자 소스
• 빔 전달 광학 및 브레드보드
• 안정된 레이저 시스템
• 기준 분광학 셀
• 기본 및 고급 학습의 두 가지 수준의 학습을 갖춘 포괄적인 다중 장 커리큘럼
• 실시간 제어 기능을 갖춘 Python 인터페이스(고급 모델)

실험은 원자 기반 시간 측정, 양자 감지 및 양자 컴퓨팅에 적용 가능하므로 학생들의 기술을 향상시키고 취업 가능성을 향상시킬 수 있습니다.

포괄적이지 않은 목록에서 커리큘럼에는 다음과 같은 수업이 포함됩니다.
• 저온 원자 물리학
• 이미징
• 레이저
• 레이저 냉각 및 트래핑
• 광학 및 포토닉스
• 양자 측정
• 분광학
• 진공 공학 및 과학

세포 내부의 Rb MOT 구름(옅은 분홍색 점) 사진. 이미지 제공: Allie Weary, 시카고 대학교 Hannes Bernien 연구소, Infleqtion 제공.

desqtopMOT은 학생들에게 진정한 몰입형 학습 경험을 제공할 수 있도록 지원합니다. 학생들이 더 잘 볼 수 있도록 모니터를 설정할 수 있지만, 교대로 하드웨어를 직접 관찰할 수도 있습니다. 레이저 자극으로 인해 원자가 방출하는 형광 덕분에 교실의 조명을 끄면 학생들은 트랩에 있는 루비듐 구름을 "볼" 수 있습니다. 실험은 말 그대로 그들의 눈앞에서 진행됩니다.

2부: Oqtant로 양자 물질 만들기

양자물질 서비스(사실 세계 유일의 양자물질 서비스)인 Oqtant는 클라우드를 통해 접근 가능합니다. 학생들에게 필요한 것은 인터넷 접속뿐입니다. 스마트폰을 통해 완벽하게 액세스할 수 있으므로 학생들이 사용하기 위해 반드시 노트북을 가지고 있을 필요는 없습니다.

Oqtant는 학생들에게 이미 냉각된 원자를 제공하여 desqtopMOT를 추상화하고 초저온 시스템의 양자 동작을 심층 분석할 수 있도록 합니다. 코드가 없는 포털이나 Oqtant API 또는 OqtAPI(“octopi”로 발음)라는 Python API를 사용하여 학생들은 다음을 수행할 수 있습니다.

• 양자 물질 생성 제어
• 간섭, 일관성, 터널링, 원자전자공학, 비선형 동작, 중첩, 초유동성 등을 살펴보세요.
• 상전이와 진화 관찰
• 가설 개발 및 테스트

양자 물질에 ​​익숙하지 않은 독자를 위한 간략한 설명:

자석을 사용하면 레이저로 냉각된 원자 집합이 초고진공 챔버 내에 매달려 있습니다. 냉각 기술은 노벨상을 수상했습니다. 원자가 냉각됨에 따라 그 중 일부가 응축되어 동일한 양자 상태를 차지하기 시작합니다. 보스-아인슈타인 응축물이라고 불리는 이 양자 물질(BEC)는 거대 원자 또는 초원자로 생각될 수 있습니다. 크기가 거시적이며 단일 파동함수로 표현되며 하나의 개체처럼 동작합니다. BEC는 고체, 액체, 기체, 플라즈마와 함께 물질의 5번째 상태입니다.

귀하의 시간대에 따라 Oqtant는 실시간으로 실행될 가능성이 있습니다. 온라인이고 대기열에 작업이 없는 경우 학생의 첫 번째 작업은 약 1분 안에 실행됩니다. 오프라인인 경우 학생들은 언제든지 작업 대기열에 등록할 수 있으며 Oqtant가 다시 온라인 상태가 되면 순차적으로 실행됩니다. 그것에 따르면 자주하는 질문, 일정은 다음과 같습니다

Oqtant는 미국 공휴일 및 예정된 유지보수 중단을 제외하고 격주로 온라인 상태입니다. 온라인 주간 일정은 월요일~목요일, 오전 10시~오후 3시(UTC-7)이며, 일정에 대한 예외는 가능한 한 빨리 발표됩니다.

Oqtant에는 다음이 포함됩니다.

• 웹 앱 가이드
• 옥탄트 FAQ
• 대화형 투어
• Python API 리소스
• 55 분짜리 동영상
• 5 분짜리 동영상
• 87페이지 분량의 논문
• RF 증발, 양자 물질 및 이미징에 대한 기술 노트

학생들은 하루에 최대 10개의 작업을 무료로 제출할 수 있습니다. 프리미엄 작업을 구매하여 하루 최대 100개의 작업 할당량을 늘릴 수 있습니다. 이러한 프리미엄 작업은 시스템에서 우선 순위를 가지며 대기열의 여유 작업보다 먼저 실행됩니다. 학생들이 프리미엄 할당량을 공유할 수 있도록 팀을 구성할 수 있습니다.

결론: 학생들을 위한 desqtopMOT 사용

혹시 참석하게 된다면 SPIE 포토닉스 웨스트, 그들은 만들거야 차가운 원자 화요일과 수요일 하루 종일 부스 7207에서 desqtopMOT와 함께하세요. 각 장의 장편 제품 시연과 Chapter 6의 실험이 양일 오후 2시에 진행됩니다. 팀은 어떤 종류의 확대 없이도 루비듐 구름을 눈으로 "볼" 수 있도록 조명으로부터 보호하는 방법을 브레인스토밍하고 있습니다.

Oqtant를 탐색할 수 있습니다. 지금.

함께 사용하면 학생들은 양자 원자 산업의 전체 이야기를 알게 될 것입니다.

브라이언 N. 시겔왁스 독립적인 양자 알고리즘 디자이너입니다. 그는 양자 컴퓨팅 분야, 특히 양자 알고리즘 설계에 기여한 것으로 유명합니다. 그는 수많은 양자 컴퓨팅 프레임워크, 플랫폼 및 유틸리티를 평가했으며 자신의 글을 통해 통찰력과 결과를 공유했습니다. Siegelwax는 작가이기도 하며 "Dungeons & Qubits" 및 "Choose Your Own Quantum Adventure"와 같은 책을 집필했습니다. 그는 정기적으로 양자 컴퓨팅과 관련된 다양한 주제에 대해 Medium에 글을 쓰고 있습니다. 그의 작업에는 양자 컴퓨팅의 실제 적용, 양자 컴퓨팅 제품 리뷰, 양자 컴퓨팅 개념에 대한 토론이 포함됩니다.

카테고리 :
게스트 기사, 양자 컴퓨팅, 연구, 소프트웨어

태그 :
브라이언 시겔왁스, 굴절, 옥탄트

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• 출처: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-bonus-article-teaching-the-quantum-atomic-industry-story-with-desqtopmot/