論文の概要: The challenge and opportunities of quantum literacy for future education
and transdisciplinary problem-solving
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.07957v2
- Date: Sun, 17 May 2020 10:38:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-24 06:52:05.993112
- Title: The challenge and opportunities of quantum literacy for future education
and transdisciplinary problem-solving
- Title（参考訳）: 量子リテラシーの今後の教育と学際的問題解決への挑戦と機会
- Authors: Laurentiu Nita, Laura Mazzoli Smith, Nicholas Chancellor, Helen
Cramman
- Abstract要約: 量子リテラシーは、高度に制限された分野において、学習とスキル獲得の課題に対処する、と我々は主張する。
本稿では、量子計算に関してこれらの教育的な目的を達成するための、特定のパズル可視化学習ツールを紹介する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1470070927586016
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Resulting from cross-disciplinary dialogue between physicists, computer
scientists, educationalists, and industrial end users, we propose the concept
of quantum literacy as one means of addressing the transdisciplinary nature of
the complex problems that we see at the heart of issues around global
sustainability. In this way, quantum literacy can contribute to UN Sustainable
Development Goal 4, Quality Education. We argue that quantum literacy, as
defined here, addresses the challenges of learning and skills acquisition
within a highly bounded discipline and of access to the kind of powerful
knowledge that should be more accessible to a wide group of learners throughout
the life course, both students and professionals. It is increasingly important
that the knowledge of quantum technologies is accessible to those who work with
real world applications in a more inclusive way. We therefore argue for the
importance of addressing pedagogic issues when powerful knowledge consists of
dense concepts, as well as complex and hierarchical relations between concepts,
in addition to presenting a strong barrier to entry in the form of mathematics.
We introduce a specific puzzle visualization learning tool through which to
achieve these pedagogic ends with respect to quantum computation. Visualization
through puzzles can enable non-specialists to develop an intuitive, but still
rigorous, understanding of universal quantum computation and provide a facility
for non-specialists to discover increasingly complex and new quantum
algorithms. Using the Hong-Ou-Mandel optical effect from quantum mechanics, we
demonstrate how visual methods such as those made possible through the puzzle
visualization tool, can be very useful for understanding underlying complex
processes in quantum physics and beyond and therefore support the aims of
quantum literacy.
- Abstract（参考訳）: 物理学者,計算機科学者,教育者,産業エンドユーザの学際的対話の結果,我々は,世界的サステナビリティ問題の中心にある複雑な問題の学際的性質に対処する手段として,量子リテラシーの概念を提案する。
このように量子リテラシーは、持続可能な開発目標4、品質教育に寄与することができる。
量子リテラシーは、ここで定義されているように、高度に境界のある分野における学習とスキル獲得の課題と、学生と専門家の両方の生涯を通じて幅広い学習者によりアクセスしやすいような強力な知識へのアクセスに対処している。
量子技術の知識は、より包括的な方法で現実世界のアプリケーションを扱う人々にとってアクセス可能であることがますます重要になっている。
したがって、強力な知識が密集した概念と、概念間の複雑で階層的な関係から成り立つ場合に、教育的な問題に対処することの重要性を論じるとともに、数学の形での参入への強い障壁を提示する。
量子計算に関してこれらの教育的終末を達成するための,特定のパズル可視化学習ツールを提案する。
パズルによる可視化は、非専門家が普遍的な量子計算を直感的かつ厳密に理解できるようにし、非専門家がますます複雑で新しい量子アルゴリズムを発見するための設備を提供する。
量子力学からのhong-ou-mandel光学効果を用いて、パズル可視化ツールを用いて視覚手法が量子物理学の根底にある複雑な過程を理解する上で非常に有用であることを示すとともに、量子リテラシーの目的を支援する。
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