क्या कोई शैक्षिक क्वांटम कंप्यूटिंग खिलौने या उपकरण मौजूद हैं?


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कक्षाओं में उपयोग के लिए विभिन्न ध्रुवीकरण फिल्टर वाले ब्लॉक पर IEEE स्पेक्ट्रम के इस लेख से प्रेरित प्रश्न , और क्वांटम कंप्यूटिंग शब्दों में तीन-ध्रुवीकरण-फ़िल्टर प्रयोग का प्रतिनिधित्व करने पर मेरा पिछला प्रश्न । यहां मैं दूसरे रास्ते जाना चाहता हूं।

क्या कोई आसानी से खरीदे जाने वाले शैक्षिक क्वांटम कंप्यूटिंग खिलौने मौजूद हैं, जैसे कि एक भौतिकी शिक्षक कक्षा में उपयोग कर सकते हैं? मैं यहां ध्रुवीकरण फिल्टर या बीम स्प्लिटर्स का एक सेट की कल्पना कर रहा हूं जिसके साथ आप (एक लेजर के साथ संयोजन में) बहुत सरल क्वांटिटी सर्किट बना सकते हैं।

मुझे CNOT गेट बनाने के तरीकों में विशेष रूप से दिलचस्पी है।

जवाबों:


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यहां आपके प्रश्न से संबंधित कुछ योगदान दिए गए हैं:

1- अभी हाल ही में, क्रिस फेर्री ने क्वांटम मैकेनिक्स के टॉय वर्जन पर आधारित एक ओपन-सोर्स कार्ड गेम बनाया<बी|आरसीटी|एस>

2- कंपनी फेज स्पेस कम्प्यूटिंग उन इलेक्ट्रॉनिक किट्स को मार्केट करती है जो क्वांटम गेट्स और सिंपल क्वांटम एल्गोरिदम का अनुकरण करती हैं।


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आप उस प्रकार की ऑप्टिकल बेंच प्राप्त कर सकते हैं जो आमतौर पर कक्षाओं के लिए उपयोग की जाती है।

कुछ उदाहरणों के लिए:

3 बी वैज्ञानिक

स्कूल की विशेषता

मुझे लगता है कि जो मैंने पहले पढ़ाया था, वह 3 बी से था, लेकिन मैं किसी अन्य के बारे में नहीं जानता, इसलिए मेरे द्वारा उत्पाद की सिफारिश लेने के बजाय स्वयं उन पर शोध करें। कई विकल्प हैं और यह विकल्प आपकी गुणवत्ता / लागत आवश्यकताओं पर निर्भर करेगा।

वे लेंस के बारे में प्रयोगों और ध्रुवीकरण के बजाय विवर्तन के लिए होंगे ताकि आपको ध्रुवीकरण अलग से प्राप्त करना पड़े। एक उदाहरण:

एडमंड ऑप्टिक्स

लेकिन आप देखते हैं कि सभी टुकड़ों को ट्रैक के किनारे पर रखा जाता है ताकि आप आसानी से उन्हें इधर-उधर खिसका सकें। यह देखने के लिए सेटअप की तरह है ताकि बीमलाइन के साथ सब कुछ अस्तर आसान हो।

तीन ध्रुवीकरण प्रयोग सिखाने में, हमारे पास तीव्रता मापने के लिए एक डिटेक्टर भी होगा, लेकिन आपको इसकी आवश्यकता नहीं होगी कि यदि यह खिलौने को किसी चीज की तरह फिटिंग करने के बजाय एक खिलौने की तरह है। पाप2(बीθ+सी) त्रुटि विश्लेषण के साथ।


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क्वांटम कंप्यूटर, दुर्भाग्य से, निर्माण के लिए काफी कठिन हैं। ध्रुवीकरण फिल्टर या बीम स्प्लिटर्स के साथ प्रयोग क्वांटम प्रभावों को प्रदर्शित करने में सक्षम होंगे, लेकिन जब तक आपके पास सिंगल फोटॉन स्रोत और डिटेक्टर न हों, तब तक कई क्वैबिट के लिए सरल क्वांटम सर्किट बनाने का कोई तरीका नहीं है।

वैकल्पिक रूप से, आप वर्तमान क्लाउड-आधारित उपकरणों का उपयोग कर सकते हैं। आईबीएम क्यू अनुभव एक सरल GUI अंतरफलक है कि छात्रों को (कुछ शुरूआत के बाद) के लिए उपयुक्त होगा है, और फिर असली हार्डवेयर पर सर्किट चलेंगे। यदि आप छात्र प्रोग्राम को सर्किट बनाने में सक्षम होंगे, तो वे रिगेटी द्वारा अधिक क्वांटम आईबीएम हार्डवेयर और हार्डवेयर का उपयोग कर सकते हैं , अन्य कंपनियों के साथ भी पाइपलाइन में।

'सिंगल क्वबिट' प्रयोग के लिए, आप शायद ध्रुवीकरण फिल्टर का उपयोग कर सकते हैं। |0 तथा |1 क्वेट के राज्य क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर ध्रुवीकरण के साथ जुड़े हो सकते हैं, और ए |+ तथा |- राज्यों को कोणों से जोड़ा जा सकता है 45 तथा 135। फिर बस एक फिल्टर को पकड़कर, आप किसी दिए गए राज्य में सूर्य के प्रकाश को एकल क्विबेट की धारा में बदल सकते हैं।

दूसरे फ़िल्टर के साथ, आप इसी तरह से माप सकते हैं |0/|1 आधार (इसे क्षैतिज या लंबवत पकड़कर, और यह देखते हुए कि कोई प्रकाश बाहर आता है) या द |+/|-आधार (इसे तिरछे पकड़कर)। कई फिल्टर के साथ आप इन मापों की श्रृंखला बना सकते हैं, और दिखा सकते हैं कि माप के आधार कैसे पूरक हैं। तुम भी मैं क्वांटम कंप्यूटर पर चलाने के लिए बनाया खेल रीमेक कर सकते हैं: पूरक माप के साथ युद्धपोट

यह एक एकल qubit उदाहरण होगा, इस तथ्य के बावजूद कि आपके पास कई qubits हैं, क्योंकि वे हमेशा एक ही राज्य होते हैं और वे कभी भी बातचीत नहीं करते हैं। तो आपके पास बस एक ही qubit प्रक्रिया के कई नमूने हैं, जो बस एक ही बार में आप पर चमकते हुए होते हैं।

प्रकटीकरण: मैं आईबीएम के लिए काम करता हूं, और रिगेटी ने मुझे एक बार टी-शर्ट दिया


तो हम तरंगों और ध्रुवीकरण फिल्टर के साथ एक एकल लेजर बीम पर सरल एकात्मक परिवर्तन कर सकते हैं, लेकिन मुझे लगता है कि दो लेजर बीमों के बीच CNOT जैसी कोई चीज संभावना के दायरे से बहुत दूर है?
ऐहेल्वर

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"टी-शर्ट" के बारे में खुलासा ने मुझे चकित कर दिया :)
संचेतन दत्ता

@ahelwer एक CNOT को फोटॉन की एक अच्छी तरह से परिभाषित जोड़ी के बीच एक नियंत्रित बातचीत की आवश्यकता होगी। तो यह बहुत जटिल होगा।
जेम्स वॉटन

@ क्या आप एक BBO क्रिस्टल और ध्रुवीकरण फिल्टर के साथ CNOT नहीं बना सकते हैं? देरी पसंद क्वांटम डबल स्लिट प्रयोग के कुछ संस्करण संभव हो सकते हैं। यह वास्तव में आपके छात्रों को मिलेगा!
Psitae
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