By Autor convidado publicado em 30 de janeiro de 2024
“Quantum Particulars” é uma coluna editorial convidada que apresenta insights e entrevistas exclusivas com pesquisadores, desenvolvedores e especialistas quânticos que analisam os principais desafios e processos neste campo. Este artigo bônus foi escrito por Brian Siegel cera, focando em Inflexão desqtopMOT, parte da plataforma Oqtant para educadores.
Em dezembro de 2023, inflexão lançou o seu Oqtant serviço de matéria quântica. Agora, em janeiro de 2024, a Infleqtion está lançando o desqtopMOT, seu plataforma de átomo frio de bancada. Como educador, ambos os produtos têm como objetivo ajudá-lo a educar e capacitar seus alunos. Então, uma questão lógica é: qual você deve escolher para sua sala de aula?
A resposta curta é que eles são complementares. Na verdade, eles podem ser considerados duas partes de uma história.
Parte 1: Colocando em prática o desqtopMOT
desqtopMOT é um sistema prático de hardware físico com um elemento de software que permite aos alunos aprender as principais ferramentas da indústria atômica quântica em um ambiente de laboratório de ensino. É uma plataforma para o ensino de mecânica quântica por meio de interações luz-matéria. Seus alunos aprenderão a base teórica do currículo e então usarão o desqtopMOT para fazer experiências com átomos. Eles o usarão para controlar a criação de amostras atômicas e desenvolver e testar hipóteses.
desktopMOT inclui:
- Um sistema de vácuo
- Uma fonte de átomo de rubídio
- Óptica de entrega de feixe e placa de ensaio
- Um sistema de laser estabilizado
- Uma célula de espectroscopia de referência
- Um currículo abrangente de vários capítulos com dois níveis de aprendizagem, básico e avançado
- Uma interface Python com controle em tempo real (modelo avançado)
Os experimentos podem ser aplicados à cronometragem baseada em átomos, à detecção quântica e à computação quântica, portanto, você estará aprimorando as habilidades e melhorando a empregabilidade de seus alunos.
Numa lista não exaustiva, o currículo inclui aulas de:
• física do átomo frio
• imagens
• lasers
• resfriamento e captura de laser
• óptica e fotônica
• medições quânticas
• espectroscopia
• engenharia e ciência de vácuo
desqtopMOT permite que você ofereça aos seus alunos uma experiência de aprendizagem verdadeiramente envolvente. Os monitores podem ser configurados para que os alunos possam ter uma visão melhor, mas eles também podem se revezar na observação direta do hardware. Se você desligar as luzes da sua sala de aula, graças à fluorescência emitida pelos átomos a partir da excitação do laser, seus alunos poderão “ver” a nuvem de Rubídio na armadilha. Os experimentos serão literalmente executados diante de seus olhos.
Parte 2: Fazendo matéria quântica com Oqtant
Como um serviço de matéria quântica – na verdade, o único serviço de matéria quântica do mundo – o Oqtant é acessível através da nuvem; tudo o que seus alunos precisam é de acesso à Internet. É totalmente acessível através de smartphones, portanto seus alunos não precisam necessariamente de laptops para utilizá-lo.
Oqtant fornece aos seus alunos átomos já resfriados, abstraindo o desqtopMOT e permitindo que eles mergulhem profundamente no comportamento quântico de sistemas ultrafrios. Usando um portal sem código ou uma API Python chamada Oqtant API ou OqtAPI (pronuncia-se “octopi”), seus alunos serão capazes de:
- Controle a criação de matéria quântica
- Explore interferência, coerência, tunelamento, atomtrônica, comportamento não linear, superposição, superfluidez e muito mais
- Observe transições de fase e evolução
- Desenvolver e testar hipóteses
Um breve aparte para leitores não familiarizados com a matéria quântica:
Com ímãs, um conjunto de átomos resfriados a laser é suspenso em uma câmara de ultra-alto vácuo. A técnica de resfriamento ganhou o Prêmio Nobel. À medida que os átomos esfriam, uma fração deles se condensa e começa a ocupar o mesmo estado quântico. Esta matéria quântica, chamada de condensado de Bose-Einstein (BEC), pode ser considerado um átomo gigante ou superátomo. É de tamanho macroscópico, é representado por uma única função de onda e se comporta como uma entidade. BEC é o 5º estado da matéria, ao lado de sólido, líquido, gasoso e plasma.
Dependendo do seu fuso horário, Oqtant tem a possibilidade de funcionar em tempo real. Se estiver on-line e não houver trabalhos na fila, o primeiro trabalho dos seus alunos deverá ser executado em cerca de um minuto. Se estiver off-line, seus alunos poderão colocar trabalhos na fila a qualquer momento e eles serão executados sequencialmente quando o Oqtant voltar a ficar on-line. De acordo com seu Perguntas frequentes, o cronograma é:
Oqtant está online a cada duas semanas, exceto feriados nos EUA e interrupções planejadas para manutenção. A programação para semanas online é de segunda a quinta, das 10h às 3h MT (UTC-7). As exceções à programação serão anunciadas o mais rápido possível.
Oqtant tem:
- um guia de aplicativos da web
- perguntas frequentes sobre Oqtant
- um tour interativo
- Recursos da API Python
- um vídeo de 55 minutos
- um vídeo de 5 minutos
- um artigo de 87 páginas
- notas técnicas sobre evaporação de RF, matéria quântica e imagem
Seus alunos podem enviar até 10 trabalhos por dia de forma totalmente gratuita. Empregos premium podem ser adquiridos, aumentando essa cota para 100 empregos por dia. Esses trabalhos premium têm prioridade no sistema e são executados antes de qualquer trabalho livre na fila. Você pode formar uma equipe, o que permitirá que seus alunos compartilhem suas cotas premium.
Conclusão: Usando o desktopMOT para alunos
Se acontecer de você estar participando SPIE Photonics Oeste, eles estarão fazendo átomos frios com desqtopMOT no estande 7207 durante todo o dia às terças e quartas-feiras. Demonstrações de produtos em formato longo dos capítulos e um experimento do Capítulo 6 acontecerão às 2h em ambos os dias. A equipe está pensando em maneiras de protegê-la da iluminação para que você possa “ver” a nuvem de Rubídio com seus próprios olhos, sem a ajuda de qualquer tipo de ampliação.
Você pode explorar Oqtant agora mesmo.
Se usados em conjunto, seus alunos conhecerão toda a história da indústria atômica quântica.
Brian N. Siegelcera é um designer independente de algoritmos quânticos. Ele é conhecido por suas contribuições ao campo da computação quântica, particularmente no projeto de algoritmos quânticos. Ele avaliou diversas estruturas, plataformas e utilitários de computação quântica e compartilhou seus insights e descobertas por meio de seus escritos. Siegelwax também é autor e escreveu livros como “Dungeons & Qubits” e “Choose Your Own Quantum Adventure”. Ele escreve regularmente no Medium sobre vários tópicos relacionados à computação quântica. Seu trabalho inclui aplicações práticas de computação quântica, análises de produtos de computação quântica e discussões sobre conceitos de computação quântica.
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- Fonte: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-bonus-article-teaching-the-quantum-atomic-industry-story-with-desqtopmot/
