Qupcakery: A Puzzle Game that Introduces Quantum Gates to Young Learners
Qupcakery: A Puzzle Game that Introduces Quantum Gates to Young Learners
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Qupcakery：一款向年轻学习者介绍量子门的益智游戏
DOI：
10.1145/3545945.3569837
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Franklin, Diana
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu, Tianle;Gonzalez-Maldonado, David;Harlow, Danielle B.;Edwards, Emily E.;Franklin, Diana
量子计算（QC）是计算机科学和物理学交叉的一个新兴领域。利用量子力学的力量，质量控制有望更快地解决其他棘手的问题，包括加密、药物开发和优化。需要高质量且易于使用的质量控制资源来帮助学生培养关键技能和信心，为该领域做出贡献。然而，现有的项目通常针对的是具有高等数学或物理背景的大学生，从而将潜在的创新者拒之门外。为了为广大的年轻受众提供量子学习资源，我们设计了 Qupcakery，这是一款益智游戏，向玩家介绍几个核心 QC 概念：量子门、叠加和测量。我们提供了初中生和高中生的初步测试结果。利用游戏中的数据、观察记录和焦点小组访谈，我们确定学生面临的挑战并报告学生的反馈。总体而言，该游戏对于高中生来说是合适的水平，但中学生在引入新概念时需要更多水平的练习。
Quantum computing (QC) is an emerging field at the intersection of computer science and physics. Harnessing the power of quantum mechanics, QC is expected to solve otherwise intractable problems significantly faster, including in encryption, drug development, and optimization. High-quality and accessible QC resources are needed to help students develop the critical skills and confidence to contribute to the field. However, existing programs are often aimed at college students with an advanced mathematics or physics background, shutting out potential innovators.To make quantum learning resources for a broad, young audience, we designed Qupcakery, a puzzle game that introduces players to several core QC concepts: quantum gates, superposition, and measurement. We present preliminary testing results with both middle school and high school students. Using in-game data, observation notes, and focus group interviews, we identify student challenges and report student feedback. Overall, the game is at an appropriate level for high school students but middle school students need more levels to practice when new concepts are introduced.
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通讯作者：
Harlow, Danielle