Gibt es Quantencomputer-Lernspielzeug oder -geräte?

Von diesem Artikel aus IEEE Spectrum inspirierte Frage zu Blöcken mit unterschiedlichen Polarisationsfiltern zur Verwendung in Klassenzimmern und meine vorherige Frage zur Darstellung des Drei-Polarisationsfilter-Experiments in Bezug auf Quantencomputer. Hier möchte ich den anderen Weg gehen.

Gibt es leicht zu erwerbende Quantencomputer-Lernspielzeuge, wie sie ein Physiklehrer in einem Klassenzimmer verwenden könnte? Ich stelle mir hier eine Reihe von Polarisationsfiltern oder Strahlteilern vor, mit denen Sie (in Verbindung mit einem Laser) sehr einfache Quantenschaltungen erzeugen können.

Ich interessiere mich besonders für Möglichkeiten, ein CNOT-Gate herzustellen.

Hier sind einige Beiträge zu Ihrer Frage:

1- Vor kurzem hat Chris Ferrie ein Open-Source-Kartenspiel entwickelt, das auf einer Spielzeugversion der Quantenmechanik namens basiert$<B|racket|S>$ .

2- Das Unternehmen Phase Space Computing vermarktet elektronische Kits, die Quantengatter und einfache Quantenalgorithmen simulieren.

Sie können die Art von optischer Bank erhalten, die normalerweise für Klassenzimmer verwendet wird.

Für ein paar Beispiele:

3B Scientific

Schulspezialität

Ich denke, die, mit der ich zuvor unterrichtet habe, war von 3B, aber ich kenne keine der anderen, also recherchieren Sie sie selbst, anstatt eine Produktempfehlung von mir zu erhalten. Es gibt verschiedene Optionen, und diese Auswahl hängt von Ihren Qualitäts- / Kostenanforderungen ab.

Diese dienen eher Experimenten zu Linsen und Beugung als zur Polarisation, sodass Sie die Polarisatoren separat beziehen müssen. Ein Beispiel:

Edmund Optics

Aber Sie sehen, wie alle Teile auf Reittieren entlang einer Schiene platziert werden, damit Sie sie leicht herumschieben können. Dies ist die Art von Setup, nach der gesucht werden muss, damit es einfacher ist, alles entlang der Strahllinie auszurichten.

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

Quantencomputer sind leider ziemlich schwer zu bauen. Experimente mit Polarisationsfiltern oder Strahlteilern könnten Quanteneffekte demonstrieren, aber ich kenne keine Möglichkeit, einfache Quantenschaltungen für mehrere Qubits herzustellen, es sei denn, Sie haben einzelne Photonenquellen und Detektoren.

Alternativ können Sie aktuelle Cloud-basierte Geräte verwenden. Die IBM Q Experience verfügt über eine einfache GUI-Oberfläche, die (nach einiger Einführung) für Schüler geeignet ist und die Schaltung dann auf realer Hardware ausführt. Wenn Ihre Schüler in der Lage wären, Schaltungen programmgesteuert herzustellen, könnten sie mehr Quanten-IBM-Hardware als auch Hardware von Rigetti verwenden , wobei andere Unternehmen ebenfalls in Vorbereitung sind.

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

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

Dies wäre ein Beispiel für ein einzelnes Qubit, obwohl Sie viele Qubits haben, da diese immer den gleichen Zustand haben und niemals interagieren. Sie haben also nur viele Beispiele eines einzelnen Qubit-Prozesses, die auf einmal auf Sie herab scheinen.

Offenlegung: Ich arbeite für IBM und Rigetti hat mir einmal ein T-Shirt gegeben