是否存在任何教育性量子计算玩具或设备？

受IEEE Spectrum 这篇文章的启发，该问题涉及用于教室的包含不同偏振滤波器的模块，而我先前提出的问题是用量子计算术语表示三偏振滤波器实验。在这里我想走另一条路。

是否存在任何易于购买的教育量子计算玩具，例如物理老师可能在教室中使用的那些玩具？我在这里想象的是一组偏振滤光片或分束器，您可以用它们（与激光一起）创建非常简单的量子电路。

我对制作CNOT门的方式特别感兴趣。

以下是与您的问题有关的一些贡献：

1-最近，克里斯·费里（Chris Ferrie）基于一种名为量子力学的玩具版本，创建了一个开源纸牌游戏$<B|racket|S>$。

2- Phase Space Computing公司销售模拟量子门和简单量子算法的电子套件。

您可以获得通常用于教室的那种光学平台。

举几个例子：

3B科学

学校专业

我认为我以前曾教过的人来自3B，但我不了解其他任何人，所以请自己研究它们，而不是从我这里推荐产品。有几个选项，此选择将​​取决于您的质量/成本要求。

这些将用于有关透镜和衍射的实验，而不是用于偏振的实验，因此您将不得不单独购买偏振器。一个例子：

埃德蒙光学

但是您会看到如何将所有零件沿着轨道放置在支架上，从而可以轻松地将它们滑动。这是要寻找的设置，因此使沿光束线排列所有内容变得更加容易。

在教授三个偏振器实验的过程中，我们还将有一个检测器来测量强度，但是如果这更像是一个玩具，那么您就不需要它了，而不必教给数据拟合类似的东西 $A \sin^2 (B \theta + C)$ 与错误分析。

不幸的是，量子计算机很难制造。使用偏振滤光片或分束器进行的实验将能够证明量子效应，但是除非您拥有单个光子源和探测器，否则我无法为多个量子位制作简单的量子电路。

或者，您可以使用当前的基于云的设备。在IBM Q体验有一个简单的GUI界面，这将是适合学生（一些介绍后），并随后将运行在真实硬件电路。如果您的学生能够以编程方式制作电路，则他们可以使用更多的量子IBM硬件以及Rigetti的硬件，其他公司也正在酝酿中。

对于“单量子位”实验，您可能只需要使用偏振滤光片即可。的$|0\rangle$ 和 $|1\rangle$ 量子位的状态可能与水平和垂直极化有关，并且 $|+\rangle$ 和 $|-\rangle$ 状态可能与 $45^{\circ}$ 和 $135^{\circ}$。然后，只需举起一个滤光镜，就可以将太阳光转换成给定状态的单量子位流。

使用第二个过滤器，您可以类似地在 $|0\rangle / |1\rangle$ 基准（水平或垂直握住并查看是否有任何光出）或 $|+\rangle / |-\rangle$基础（斜着握住）。使用多个过滤器，您可以链接这些测量结果，并显示测量基础如何互补。您甚至可以重新制作我在量子计算机上运行的游戏：具有互补尺寸的战舰。

尽管您有很多量子位，但这将是一个单个量子位的示例，因为它们始终处于相同状态，并且从不交互。因此，您只有一个qubit进程的许多示例，而这些示例恰好一次出现在您身上。

披露：我在IBM工作，Rigetti曾经给我一件T恤