Quantum Particulars Guest Column Bonusartikkel: "Teaching the Quantum Atomic Industry Story with desqtopMOT" – Inside Quantum Technology

"Quantum Particulars" er en redaksjonell gjestespalte som inneholder eksklusiv innsikt og intervjuer med kvanteforskere, utviklere og eksperter som ser på sentrale utfordringer og prosesser på dette feltet. Denne bonusartikkelen er skrevet av Brian Siegelwax, Fokuserer på Bøyningens desqtopMOT, en del av Oqtant-plattformen for lærere.

I desember 2023, Bøyning lanserte sin Oqtant kvantematerietjeneste. Nå, i januar 2024, lanserer Infleqtion desqtopMOT, sin benketop kald atomplattform. Som pedagog er begge disse produktene ment å hjelpe deg med å utdanne og styrke elevene dine. Så et logisk spørsmål er, hvilken bør du velge for klasserommet ditt?

Det korte svaret er at de er komplementære. Faktisk kan de betraktes som to deler av én historie.

Del 1: Kom i gang med desqtopMOT

desqtopMOT er et praktisk fysisk maskinvaresystem med et programvareelement som lar studentene lære nøkkelverktøyene til kvanteatomindustrien i en undervisningslaboratoriesetting. Det er en plattform for undervisning i kvantemekanikk gjennom lys-materie-interaksjoner. Elevene dine vil lære den teoretiske bakgrunnen fra læreplanen og deretter bruke desqtopMOT til å eksperimentere med atomer. De vil bruke den til å kontrollere opprettelsen av atomprøver og utvikle og teste hypoteser.

desqtopMOT inkluderer:

• Et vakuumsystem
• En Rubidium-atomkilde
• Stråleleveringsoptikk og breadboard
• Et stabilisert lasersystem
• En referansespektroskopicelle
• En omfattende læreplan med flere kapitler med to læringsnivåer, grunnleggende og avansert
• Et Python-grensesnitt med sanntidskontroll (avansert modell)

Eksperimentene kan brukes til atombasert tidtaking, kvanteregistrering og kvanteberegning, så du vil oppgradere og forbedre ansettelsesevnen til elevene dine.

I en ikke-uttømmende liste inkluderer læreplanen leksjoner i:
• kald atomfysikk
• bildebehandling
• lasere
• laserkjøling og fangst
• optikk og fotonikk
• kvantemålinger
• spektroskopi
• vakuumteknikk og vitenskap

Et bilde av en Rb MOT-sky (blekrosa prikk) inne i en celle. Bilde med tillatelse av Allie Weary, Hannes Bernien Lab ved University of Chicago med tillatelse fra Infleqtion.

desqtopMOT gir deg mulighet til å gi elevene en virkelig oppslukende læringsopplevelse. Monitorer kan settes opp slik at elevene kan få bedre sikt, men de kan også bytte på å observere maskinvaren direkte. Hvis du slår av lysene i klasserommet, takket være fluorescensen som sendes ut av atomene fra lasereksitasjon, kan elevene dine "se" Rubidium-skyen i fellen. Eksperimentene vil bokstavelig talt kjøre rett foran øynene deres.

Del 2: Gjør Quantum Matter med Oqtant

Som en kvantematerietjeneste – faktisk verdens eneste kvantematerietjeneste – er Oqtant tilgjengelig via skyen; alt elevene dine trenger er Internett-tilgang. Den er fullt tilgjengelig via smarttelefoner, så elevene dine trenger ikke nødvendigvis å ha bærbare datamaskiner for å bruke den.

Oqtant gir elevene dine allerede avkjølte atomer, abstraherer bort desqtopMOT og lar dem dypdykke kvanteatferden til ultrakalde systemer. Ved å bruke enten en kodefri portal eller en Python API kalt Oqtant API eller OqtAPI (uttales "octopi"), vil elevene dine kunne:

• Kontroller dannelsen av kvantestoff
• Utforsk interferens, koherens, tunnelering, atomtronikk, ikke-lineær oppførsel, superposisjon, superfluiditet og mer
• Observer faseoverganger og evolusjon
• Utvikle og teste hypoteser

En kort side for lesere som ikke er kjent med kvantestoff:

Med magneter er et ensemble av laserkjølte atomer suspendert i et ultrahøyt vakuumkammer. Kjøleteknikken vant en Nobelpris. Når atomene avkjøles, kondenserer en brøkdel av dem og begynner å okkupere samme kvantetilstand. Dette kvantestoffet, kalt et Bose-Einstein-kondensat (BEC), kan betraktes som et gigantisk atom eller superatom. Den er makroskopisk i størrelse, den er representert av en enkelt bølgefunksjon, og den oppfører seg som en enhet. BEC er den femte tilstanden til materie, sammen med fast, flytende, gass og plasma.

Avhengig av tidssonen din, har Oqtant muligheten til å kjøre i sanntid. Hvis det er online og det ikke er jobber i køen, bør studentenes første jobb utføres om omtrent ett minutt. Hvis den er frakoblet, kan elevene dine stille jobber i kø når som helst, og de vil kjøre sekvensielt når Oqtant kommer tilbake på nett. I følge sin FAQ, timeplanen er:

Oqtant er online annenhver uke, unntatt amerikanske helligdager og planlagte vedlikeholdsbrudd. Tidsplanen for nettukene er mandag-torsdag, 10-3 MT (UTC-7). Unntak fra timeplanen vil bli annonsert så snart som mulig.

Oqtant har:

• en Web App Guide
• en Oqtant FAQ
• en interaktiv omvisning
• Python API-ressurser
• en 55-minutters video
• en 5-minutters video
• et papir på 87 sider
• tekniske merknader om RF-fordampning, kvantestoff og bildebehandling

Studentene dine kan sende inn opptil 10 jobber per dag helt gratis. Premium-jobber kan kjøpes, noe som øker denne kvoten med opptil 100 jobber per dag. Disse premiumjobbene har prioritet i systemet og kjører før eventuelle gratisjobber i køen. Du kan sette opp et team som lar studentene dine dele premiumkvotene dine.

Konklusjon: Bruk av desqtopMOT for studenter

Hvis du tilfeldigvis er med SPIE Photonics West, skal de lage kalde atomer med desqtopMOT på stand 7207 hele dagen tirsdag og onsdag. Langformede produktdemonstrasjoner av kapitlene og et eksperiment fra kapittel 6 finner sted kl. 2 begge dager. Teamet brainstormer på måter å skjerme den fra belysningen, slik at du kan "se" Rubidium-skyen med dine egne øyne, uten hjelp av noen form for forstørrelse.

Du kan utforske Oqtant akkurat nå.

Hvis de brukes sammen, vil elevene kjenne hele historien om kvanteatomindustrien.

Brian N. Siegelwax er en uavhengig Quantum Algoritme Designer. Han er kjent for sine bidrag til feltet kvanteberegning, spesielt innen utformingen av kvantealgoritmer. Han har evaluert en rekke kvanteberegningsrammer, plattformer og verktøy og har delt sin innsikt og funn gjennom sine forfatterskap. Siegelwax er også forfatter og har skrevet bøker som "Dungeons & Qubits" og "Choose Your Own Quantum Adventure". Han skriver jevnlig på Medium om ulike emner knyttet til kvanteberegning. Arbeidet hans inkluderer praktiske anvendelser av kvantedatabehandling, anmeldelser av kvantedatabehandlingsprodukter og diskusjoner om kvantedatabehandlingskonsepter.

Kategorier:
Gjesteartikkel, kvanteberegning, forskning, programvare

Tags:
Brian Siegelwax, Bøyning, Oqtant

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
• PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
• kilde: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-bonus-article-teaching-the-quantum-atomic-industry-story-with-desqtopmot/