論文の概要: Investigating student interpretations of the differences between classical and quantum computers: Are quantum computers just analog classical computers?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.13734v1
• Date: Mon, 29 Aug 2022 17:18:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-28 14:33:16.548444
• Title: Investigating student interpretations of the differences between classical and quantum computers: Are quantum computers just analog classical computers?
• Title（参考訳）: 量子コンピュータと量子コンピュータの違いに関する学生の解釈:量子コンピュータはアナログ古典コンピュータか?
• Authors: Josephine C. Meyer, Gina Passante, Steven J. Pollock, and Bethany R. Wilcox
• Abstract要約: 我々は物理学と計算機科学のクロスリストを持つ大規模R1大学において、上層ディビジョンの量子コンピューティングコースの学生にインタビューを行う。 我々は,古典的コンピュータと量子コンピュータの根本的な違いに関する質問に対して,学生の回答を分類し,分析する。 1)計算力について考えると、学生は指数関数と線形スケールの相対的な効果を区別するのに苦労し、(2)アナログ古典計算機の思考実験を導入することは、古典的コンピュータと量子コンピュータの違いについてより専門家的な視点を発達させるのに役立つ強力なツールであった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Significant attention in the PER community has been paid to student cognition and reasoning processes in undergraduate quantum mechanics. Until recently, however, these same topics have remained largely unexplored in the context of emerging interdisciplinary quantum information science (QIS) courses. We conducted exploratory interviews with 22 students in an upper-division quantum computing course at a large R1 university crosslisted in physics and computer science, as well as 6 graduate students in a similar graduate-level QIS course offered in physics. We classify and analyze students' responses to a pair of questions regarding the fundamental differences between classical and quantum computers. We specifically note two key themes of importance to educators: (1) when reasoning about computational power, students often struggled to distinguish between the relative effects of exponential and linear scaling, resulting in students frequently focusing on distinctions that are arguably better understood as analog-digital than classical-quantum, and (2) introducing the thought experiment of analog classical computers was a powerful tool for helping students develop a more expertlike perspective on the differences between classical and quantum computers.
• Abstract（参考訳）: PERコミュニティにおける重要な関心は、学部の量子力学における学生の認知と推論プロセスに向けられている。 しかし、近年までこれらのトピックは、新しい分野間量子情報科学(QIS)の分野において、ほとんど未解明のままである。 物理学と計算機科学をクロスリストした大規模r1大学における高次量子コンピューティングコースの22名の学生と、同様の大学院レベルのqisコースの6名の大学院生との探索的インタビューを行った。 古典的コンピュータと量子コンピュータの基本的な違いに関する2つの質問に対する学生の回答を分類し分析する。 We specifically note two key themes of importance to educators: (1) when reasoning about computational power, students often struggled to distinguish between the relative effects of exponential and linear scaling, resulting in students frequently focusing on distinctions that are arguably better understood as analog-digital than classical-quantum, and (2) introducing the thought experiment of analog classical computers was a powerful tool for helping students develop a more expertlike perspective on the differences between classical and quantum computers.

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