Бонусна стаття гостьової колонки Quantum Particulars: «Викладання історії квантової атомної промисловості за допомогою desqtopMOT» – Inside Quantum Technology

«Quantum Particulars» — це редакційна гостьова колонка, яка містить ексклюзивні ідеї та інтерв’ю з квантовими дослідниками, розробниками та експертами, які розглядають ключові проблеми та процеси в цій галузі. Цю бонусну статтю написав Браян Сігелвакс, орієнтуючись на Флексія desqtopMOT, частина платформи Oqtant для викладачів.

У грудні 2023, флексія запустив її Октант служба квантової матерії. Зараз, у січні 2024 року, Infleqtion запускає desqtopMOT, свою настільна платформа холодного атома. Як педагогу, обидва ці продукти покликані допомогти вам навчати та розширювати можливості своїх учнів. Тож виникає логічне запитання, який вибрати для свого класу?

Коротка відповідь: вони доповнюють один одного. Насправді їх можна розглядати як дві частини однієї історії.

Частина 1: Практичний досвід роботи з desqtopMOT

desqtopMOT — це практична фізична апаратна система з програмним елементом, яка дозволяє студентам вивчати ключові інструменти квантової атомної індустрії в рамках навчальної лабораторії. Це платформа для навчання квантовій механіці за допомогою взаємодії світла та матерії. Ваші учні ознайомляться з теоретичною підготовкою з навчальної програми, а потім використовуватимуть desqtopMOT для експериментів з атомами. Вони використовуватимуть його для контролю за створенням атомних зразків, а також для розробки та перевірки гіпотез.

desqtopMOT включає:

• Вакуумна система
• Джерело атомів рубідію
• Оптика подачі променя та макет
• Стабілізована лазерна система
• Еталонна спектроскопічна комірка
• Комплексна навчальна програма з кількох розділів із двома рівнями навчання: базовим і поглибленим
• Інтерфейс Python з керуванням у реальному часі (розширена модель)

Експерименти можна застосувати до хронометражу на основі атомів, квантового зондування та квантових обчислень, тому ви підвищите кваліфікацію та покращите працевлаштування своїх студентів.

У неповному переліку навчальний план включає уроки з:
• фізика холодного атома
• візуалізація
• лазери
• лазерне охолодження та захоплення
• оптика і фотоніка
• квантові вимірювання
• спектроскопія
• вакуумна техніка та наука

Фотографія хмари Rb MOT (блідо-рожева точка) всередині комірки. Зображення надано Аллі Вірі, лабораторією Ханнеса Бернієна Чиказького університету з люб’язного дозволу Infleqtion.

desqtopMOT дає змогу надати своїм студентам справді захоплюючий досвід навчання. Монітори можна налаштувати так, щоб студенти могли краще бачити, але вони також можуть по черзі безпосередньо спостерігати за обладнанням. Якщо ви вимкнете світло у своєму класі, завдяки флуоресценції, що випромінюється атомами від лазерного збудження, ваші учні зможуть «побачити» хмару рубідію в пастці. Експерименти проходитимуть буквально на очах.

Частина 2: Створення квантової матерії за допомогою Oqtant

Як сервіс квантової матерії – фактично єдиний у світі сервіс квантової матерії – Oqtant доступний через хмару; все, що потрібно вашим студентам, це доступ до Інтернету. Він повністю доступний за допомогою смартфонів, тому вашим студентам не обов’язково мати ноутбуки, щоб ним користуватися.

Oqtant надає вашим студентам уже охолоджені атоми, абстрагуючись від desqtopMOT і дозволяючи їм глибоко зануритися в квантову поведінку ультрахолодних систем. Використовуючи портал без коду або API Python під назвою Oqtant API або OqtAPI (вимовляється як «восьмин»), ваші студенти зможуть:

• Керуйте створенням квантової матерії
• Досліджуйте інтерференцію, когерентність, тунелювання, атомтроніку, нелінійну поведінку, суперпозицію, надплинність тощо
• Спостерігати фазові переходи та еволюцію
• Розробити та перевірити гіпотези

Коротко для читачів, які не знайомі з квантовою матерією:

За допомогою магнітів ансамбль охолоджених лазером атомів підвішується в камері надвисокого вакууму. Технологія охолодження отримала Нобелівську премію. Коли атоми охолоджуються, частина їх конденсується і починає займати той самий квантовий стан. Ця квантова матерія, яка називається конденсатом Бозе-Ейнштейна (BEC), можна розглядати як гігантський атом або суператом. Він має макроскопічний розмір, представлений однією хвильовою функцією та поводиться як єдине ціле. BEC є 5-м станом речовини, поряд з твердим, рідким, газоподібним і плазмою.

Залежно від вашого часового поясу Oqtant має можливість працювати в режимі реального часу. Якщо він онлайн і в черзі немає завдань, перше завдання ваших учнів має бути виконано приблизно через хвилину. Якщо він офлайн, ваші студенти можуть у будь-який час поставити завдання в чергу, і вони виконуватимуться послідовно, коли Oqtant відновиться в мережі. Відповідно до його FAQ, розклад такий:

Oqtant працює в режимі онлайн кожні два тижні, за винятком свят у США та запланованих відключень на технічне обслуговування. Розклад онлайн-тижнів: понеділок-четвер, 10:3-7:XNUMX за MT (UTC-XNUMX). Винятки з розкладу буде оголошено якомога швидше.

Октант має:

• посібник із веб-програми
• поширені запитання про Oqtant
• інтерактивний тур
• Ресурси Python API
• 55-хвилинне відео
• 5-хвилинне відео
• документ на 87 сторінках
• технічні примітки щодо радіочастотного випаровування, квантової матерії та зображення

Ваші студенти можуть надсилати до 10 робіт на день абсолютно безкоштовно. Можна придбати преміальні вакансії, збільшивши цю квоту до 100 вакансій на день. Ці преміум-завдання мають пріоритет у системі та виконуються перед будь-якими вільними завданнями в черзі. Ви можете створити команду, яка дозволить вашим студентам ділитися вашими преміальними квотами.

Висновок: використання desqtopMOT для студентів

Якщо ви випадково будете присутні SPIE Photonics West, вони будуть робити холодні атоми з desqtopMOT на стенді 7207 протягом усього дня у вівторок і середу. Розгорнуті демонстрації розділів і експерименту з розділу 6 відбуваються о 2:XNUMX в обидва дні. Команда обдумує способи захистити його від освітлення, щоб ви могли «побачити» хмару Рубідію своїми очима, без будь-якого збільшення.

Ви можете досліджувати Октант зараз.

Якщо їх використовувати разом, ваші учні знатимуть повну історію квантової атомної промисловості.

Браян Н. Сігелвакс є незалежним розробником квантових алгоритмів. Він відомий своїм внеском у галузь квантових обчислень, зокрема в розробку квантових алгоритмів. Він оцінив численні фреймворки, платформи та утиліти квантових обчислень і поділився своїми ідеями та висновками у своїх роботах. Сігельвакс також є автором і написав такі книги, як «Підземелля та кубіти» та «Вибери власну квантову пригоду». Він регулярно пише на Medium про різні теми, пов’язані з квантовими обчисленнями. Його робота включає практичне застосування квантових обчислень, огляди продуктів квантових обчислень та обговорення концепцій квантових обчислень.

Categories:
Гостьова стаття, квантові обчислення, дослідження, програмне забезпечення

Ключові слова:
Браян Сігелвакс, флексія, Октант

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-bonus-article-teaching-the-quantum-atomic-industry-story-with-desqtopmot/