Eğitimsel kuantum hesaplama oyuncakları veya cihazları var mı?

Sınıflarda kullanım için farklı polarizasyon filtreleri içeren bloklar hakkında bu makaleden IEEE Spectrum'dan esinlenilen soru ve üç polarizasyon filtresi deneyini kuantum hesaplama açısından temsil etme konusundaki önceki sorum . Burada başka yöne gitmek istiyorum.

Bir fizik öğretmeninin bir sınıfta kullanabileceği gibi kolayca satın alınabilen eğitim kuantum hesaplama oyuncakları var mı? Burada (bir lazer ile birlikte) çok basit kuantum devreleri oluşturabileceğiniz bir dizi polarize filtre veya ışın ayırıcı hayal ediyorum.

Özellikle CNOT kapısı yapmanın yolları ile ilgileniyorum.

Sorunuzla ilgili birkaç katkı:

1- Son zamanlarda Chris Ferrie, kuantum mekaniğinin oyuncak versiyonuna dayanan açık kaynaklı bir kart oyunu yarattı.$<B|racket|S>$.

2- Şirket Phase Space Computing , kuantum kapılarını ve basit kuantum algoritmalarını taklit eden elektronik kitleri pazarlar.

Genellikle sınıflar için kullanılan optik tezgah türlerini alabilirsiniz.

Birkaç örnek için:

3B Bilimsel

Okul Uzmanlığı

Sanırım daha önce öğrettiğim kişi 3B'den geliyordu, ama diğerlerinden hiçbirini bilmiyorum, bu yüzden benden ürün tavsiyesi almak yerine onları kendiniz araştırın. Birkaç seçenek vardır ve bu seçim kalite / maliyet gereksinimlerinize bağlı olacaktır.

Bunlar polarizasyon yerine lensler ve kırınım deneyleri için olacak, böylece polarizörleri ayrı ayrı almanız gerekecek. Bir örnek:

Edmund Optik

Ancak, tüm parçaların bir ray boyunca nasıl monte edildiğini görüyorsunuz, böylece onları kolayca kaydırabilirsiniz. Kiriş çizgisi boyunca her şeyi sıralamak daha kolay olacak şekilde aranacak bir tür kurulum.

Üç polarize edici deneyi öğretirken, yoğunluğu ölçmek için bir dedektörümüz de olurdu, ancak bu, verileri benzer bir şeye uydurmayı öğretmekten ziyade bir oyuncak gibi ise, buna ihtiyacınız olmaz. $A \sin^2 (B \theta + C)$ hata analizi ile.

Kuantum bilgisayarları maalesef inşa etmek oldukça zordur. Polarize filtreler veya ışın bölücülerle yapılan deneyler kuantum etkileri gösterebilir, ancak tek foton kaynaklarınız ve dedektörleriniz olmadığı sürece birden fazla kubit için basit kuantum devreleri yapmanın bir yolunu bilmiyorum.

Alternatif olarak, mevcut bulut tabanlı cihazları kullanabilirsiniz. IBM S Deneyim (bazı girmesinden sonra) öğrenciler için uygun olacaktır basit bir GUI arayüzüne sahiptir ve sonra gerçek donanım üzerinde devreyi çalışacaktır. Öğrenciler programlı olarak devreler yapabildiyse, daha fazla kuantum IBM donanımı ve Rigetti'nin donanımını boru hattındaki diğer şirketlerle de kullanabilirler.

Bir 'tek kübit' deneyi için, sadece polarize filtreleri kullanabilirsiniz. $|0\rangle$ ve $|1\rangle$ kubit durumları yatay ve dikey polarizasyon ile ilişkilendirilebilir ve $|+\rangle$ ve $|-\rangle$ durumları, $45^{\circ}$ ve $135^{\circ}$. Ardından, sadece bir filtre tutarak, güneş ışığını belirli bir durumda tek bir kübit akışına dönüştürebilirsiniz.

İkinci bir filtreyle, $|0\rangle / |1\rangle$ (yatay veya dikey olarak tutarak ve herhangi bir ışığın çıkıp çıkmadığını görerek) veya $|+\rangle / |-\rangle$(çapraz olarak tutarak). Birden fazla filtre ile bu ölçümleri zincirleyebilir ve ölçüm tabanlarının nasıl tamamlandığını gösterebilirsiniz. Kuantum bilgisayarlarda çalıştırmak için yaptığım oyunu bile yeniden yapabilirsin: Tamamlayıcı ölçümlerle savaş gemileri .

Bu, birçok kubitiniz olmasına rağmen, tek bir kübit örneği olacaktır, çünkü bunlar her zaman aynı durumdur ve asla etkileşmezler. Yani, tek bir kubit sürecinin birçok örneğine sahipsiniz, bu da hepinizin üzerinde aynı anda parlıyor.

Açıklama: IBM için çalışıyorum ve Rigetti bir zamanlar bana bir tişört verdi