Quantum Bijzonderheden Gastkolom Bonusartikel: “Het verhaal van de Quantum Atomic Industry onderwijzen met desqtopMOT” – Inside Quantum Technology

“Quantum Particulars” is een redactionele gastcolumn met exclusieve inzichten en interviews met kwantumonderzoekers, ontwikkelaars en experts die kijken naar de belangrijkste uitdagingen en processen op dit gebied. Dit bonusartikel is geschreven door Brian Siegelwax, focussen op Infleqtion's desqtopMOT, onderdeel van het Oqtant-platform voor docenten.

In december 2023, Buiging lanceerde zijn Oktant dienst voor kwantummaterie. Nu, in januari 2024, lanceert Infleqtion desqtopMOT, zijn tafelmodel voor koude atomen. Als docent zijn beide producten bedoeld om u te helpen uw leerlingen te onderwijzen en te empoweren. Een logische vraag is dus: welke moet je kiezen voor je klaslokaal?

Het korte antwoord is dat ze complementair zijn. In feite kunnen ze worden gezien als twee delen van één verhaal.

Deel 1: Aan de slag met desktopMOT

desqtopMOT is een praktisch fysiek hardwaresysteem met een software-element waarmee studenten de belangrijkste tools van de kwantumatomaire industrie kunnen leren in een onderwijslaboratoriumomgeving. Het is een platform voor het onderwijzen van kwantummechanica door middel van licht-materie-interacties. Je leerlingen leren de theoretische achtergrond uit het curriculum en gebruiken vervolgens desqtopMOT om met atomen te experimenteren. Ze zullen het gebruiken om de creatie van atoommonsters te controleren en hypothesen te ontwikkelen en te testen.

desktopMOT omvat:

• Een vacuümsysteem
• Een Rubidium-atoombron
• Beam-leveringsoptiek en breadboard
• Een gestabiliseerd lasersysteem
• Een referentiespectroscopiecel
• Een uitgebreid curriculum met meerdere hoofdstukken en twee leerniveaus: basisniveau en gevorderden
• Een Python-interface met realtime besturing (geavanceerd model)

De experimenten zijn toepasbaar op op atomen gebaseerde tijdwaarneming, kwantumdetectie en kwantumcomputers, zodat u de vaardigheden van uw studenten kunt bijscholen en verbeteren.

In een niet-uitputtende lijst omvat het leerplan lessen in:
• koude-atoomfysica
• in beeld brengen
• lasers
• laserkoeling en trapping
• optica en fotonica
• kwantummetingen
• spectroscopie
• vacuümtechniek en wetenschap

Een foto van een Rb MOT-wolk (lichtroze stip) in een cel. Afbeelding met dank aan Allie Weary, Hannes Bernien Lab aan de Universiteit van Chicago met dank aan Infleqtion.

met desqtopMOT kunt u uw studenten een werkelijk meeslepende leerervaring bieden. Er kunnen monitoren worden geplaatst zodat studenten beter zicht krijgen, maar ze kunnen ook om de beurt direct naar de hardware kijken. Als u de lichten in uw klaslokaal uitdoet, kunnen uw leerlingen, dankzij de fluorescentie die door de atomen wordt uitgezonden door laserexcitatie, de Rubidiumwolk in de val ‘zien’. De experimenten zullen letterlijk voor hun ogen plaatsvinden.

Deel 2: Kwantummaterie maken met Oqtant

Als kwantummateriedienst – in feite de enige kwantummateriedienst ter wereld – is Oqtant toegankelijk via de cloud; het enige wat uw leerlingen nodig hebben is internettoegang. Het is volledig toegankelijk via smartphones, zodat uw leerlingen niet per se een laptop nodig hebben om het te kunnen gebruiken.

Oqtant geeft uw leerlingen reeds gekoelde atomen, waardoor desqtopMOT wordt weggenomen en ze diep in het kwantumgedrag van ultrakoude systemen kunnen duiken. Met behulp van een portaal zonder code of een Python API genaamd Oqtant API of OqtAPI (uitgesproken als “octopi”) kunnen uw leerlingen:

• Beheers de creatie van kwantummaterie
• Ontdek interferentie, coherentie, tunneling, atomtronica, niet-lineair gedrag, superpositie, superfluïditeit en meer
• Observeer faseovergangen en evolutie
• Hypothesen ontwikkelen en testen

Een korte kanttekening voor lezers die niet bekend zijn met kwantummaterie:

Met magneten wordt een geheel van lasergekoelde atomen opgehangen in een ultrahoge vacuümkamer. De koeltechniek won een Nobelprijs. Terwijl de atomen afkoelen, condenseert een fractie ervan en begint dezelfde kwantumtoestand in te nemen. Deze kwantummaterie, een Bose-Einstein-condensaat genoemd (BEC), kan worden gezien als een gigantisch atoom of superatoom. Het is macroscopisch groot, het wordt weergegeven door een enkele golffunctie en het gedraagt ​​zich als één geheel. BEC is de vijfde toestand van materie, naast vast, vloeibaar, gas en plasma.

Afhankelijk van uw tijdzone heeft Oqtant de mogelijkheid om in realtime te draaien. Als het online is en er geen opdrachten in de wachtrij staan, wordt de eerste opdracht van uw leerlingen binnen ongeveer een minuut uitgevoerd. Als het offline is, kunnen uw studenten op elk gewenst moment opdrachten in de wachtrij plaatsen, en ze worden opeenvolgend uitgevoerd wanneer Oqtant weer online komt. Volgens zijn FAQ, het schema is:

Oqtant is om de week online, met uitzondering van Amerikaanse feestdagen en geplande onderhoudsonderbrekingen. Het schema voor online weken is maandag-donderdag, 10 - 3 uur MT (UTC-7). Uitzonderingen op het schema worden zo snel mogelijk bekend gemaakt.

Oqtant heeft:

• een webapp-gids
• een Oqtant FAQ
• een interactieve rondleiding
• Python API-bronnen
• een video van 55 minuten
• een video van 5 minuten
• een document van 87 pagina's
• technische opmerkingen over RF-verdamping, kwantummaterie en beeldvorming

Uw leerlingen kunnen geheel gratis maximaal 10 opdrachten per dag indienen. Er kunnen premiumbanen worden gekocht, waardoor dit quotum wordt verhoogd tot 100 banen per dag. Deze premiumtaken hebben prioriteit in het systeem en worden vóór eventuele vrije taken in de wachtrij uitgevoerd. U kunt een team samenstellen waarmee uw studenten uw premiumquota kunnen delen.

Conclusie: gebruik van desqtopMOT voor studenten

Als je toevallig aanwezig bent SPIE Fotonica West, ze gaan maken koude atomen met desqtopMOT op stand 7207 de hele dag op dinsdag en woensdag. Op beide dagen vinden om 6 uur lange productdemonstraties van de hoofdstukken en een experiment uit hoofdstuk 2 plaats. Het team brainstormt over manieren om hem tegen het licht te beschermen, zodat je de Rubidium-wolk met je eigen ogen kunt 'zien', zonder enige vorm van vergroting.

U kunt Oqtant verkennen direct.

Als ze samen worden gebruikt, kennen uw leerlingen het volledige verhaal van de kwantumatomaire industrie.

Brian N. Siegelwax is een onafhankelijke Quantum Algorithm Designer. Hij staat bekend om zijn bijdragen op het gebied van quantum computing, met name op het gebied van het ontwerp van quantumalgoritmen. Hij heeft talloze kwantumcomputerframeworks, -platforms en -hulpprogramma's geëvalueerd en heeft zijn inzichten en bevindingen gedeeld via zijn geschriften. Siegelwax is ook auteur en heeft boeken geschreven als “Dungeons & Qubits” en “Choose Your Own Quantum Adventure”. Hij schrijft regelmatig op Medium over verschillende onderwerpen die verband houden met quantum computing. Zijn werk omvat praktische toepassingen van quantum computing, recensies van quantum computing-producten en discussies over quantum computing-concepten.

Categorieën:
Gast artikel, quantum computing, onderzoek, software

Tags:
Brian Siegelwax, Buiging, Oktant

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-bonus-article-teaching-the-quantum-atomic-industry-story-with-desqtopmot/