Apakah ada mainan atau perangkat komputasi kuantum pendidikan?

9

Pertanyaan yang diilhami oleh artikel ini dari IEEE Spectrum pada blok yang berisi filter polarisasi berbeda untuk digunakan di ruang kelas, dan pertanyaan saya sebelumnya tentang merepresentasikan percobaan tiga polarisasi filter dalam istilah komputasi kuantum. Di sini saya ingin pergi ke arah lain.

Apakah ada mainan komputasi kuantum pendidikan yang mudah dibeli, seperti mainan yang bisa digunakan guru fisika di ruang kelas? Saya membayangkan di sini satu set filter polarisasi atau pemecah sinar yang Anda dapat (bersama dengan laser) membuat sirkuit kuantum yang sangat sederhana.

Saya terutama tertarik pada cara membuat gerbang CNOT.

resource-request photonics

— ahelwer
sumber

4

Berikut adalah beberapa kontribusi yang terkait dengan pertanyaan Anda:

$<B|racket|S>$

2- Computing Space Space perusahaan memasarkan peralatan elektronik yang mensimulasikan gerbang kuantum dan algoritma kuantum sederhana.

— Ernesto Galvão
sumber

5

Anda bisa mendapatkan semacam bangku optik yang biasanya digunakan untuk ruang kelas.

Untuk beberapa contoh:

3B Ilmiah

Kekhususan Sekolah

Saya pikir yang saya ajarkan sebelumnya adalah dari 3B, tetapi saya tidak tahu tentang yang lain jadi teliti sendiri daripada mengambil rekomendasi produk dari saya. Ada beberapa opsi dan pilihan ini akan tergantung pada persyaratan kualitas / biaya Anda.

Itu akan untuk percobaan tentang lensa dan difraksi daripada polarisasi sehingga Anda harus mendapatkan polarisasi secara terpisah. Sebuah contoh:

Edmund Optik

Tetapi Anda melihat bagaimana semua bagian diletakkan pada dudukan di sepanjang trek sehingga Anda dapat dengan mudah menggesernya. Itu adalah jenis pengaturan yang harus dicari sehingga menyelaraskan semuanya di sepanjang garis berkas lebih mudah.

$A \sin^2 (B \theta + C)$

— Lagi pula
sumber

5

Sayangnya, komputer kuantum cukup sulit dibangun. Eksperimen dengan filter polarisasi atau pemecah berkas akan dapat menunjukkan efek kuantum, tetapi saya tahu tidak ada cara untuk membuat sirkuit kuantum sederhana untuk beberapa qubit kecuali jika Anda memiliki satu sumber foton dan detektor.

Atau, Anda dapat menggunakan perangkat berbasis cloud saat ini. The IBM Q Pengalaman memiliki antarmuka GUI sederhana yang akan cocok untuk siswa (setelah beberapa pengenalan), dan kemudian akan menjalankan sirkuit pada perangkat keras yang nyata. Jika Anda siswa dapat membuat sirkuit secara terprogram, mereka dapat menggunakan lebih banyak perangkat keras IBM kuantum serta perangkat keras oleh Rigetti , dengan perusahaan lain juga dalam jalur pipa.

$|0\rangle$ $|1\rangle$ $|+\rangle$ $|-\rangle$ $45^{\circ}$ $135^{\circ}$

$|0\rangle / |1\rangle$ $|+\rangle / |-\rangle$

Ini akan menjadi contoh qubit tunggal, meskipun faktanya Anda memiliki banyak qubit, karena mereka selalu memiliki status yang sama dan tidak pernah berinteraksi. Jadi, Anda hanya memiliki banyak sampel dari proses qubit tunggal, yang kebetulan membuat Anda terpana sekaligus.

Pengungkapan: Saya bekerja untuk IBM, dan Rigetti pernah memberi saya t-shirt

— James Wootton
sumber

Jadi kita bisa melakukan transformasi kesatuan sederhana pada sinar laser tunggal dengan waveplates dan filter polarisasi, tapi saya membayangkan sesuatu seperti CNOT antara dua sinar laser jauh dari kemungkinan?

— ahelwer

1

Pengungkapan tentang "t-shirt" membuat saya tertawa :)

— Sanchayan Dutta

@ ahelwer CNOT akan membutuhkan interaksi yang terkendali antara sepasang foton yang terdefinisi dengan baik. Jadi itu akan terlalu rumit.

— James Wootton

@ ahelwer tidak bisakah Anda membuat CNOT dengan kristal BBO dan filter polarisasi? Beberapa versi dari percobaan pilihan quantum double slit mungkin dimungkinkan. Itu benar-benar akan membuat siswa Anda pergi!

— psitae