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HCI技術と情報視覚化技術を利用した量子プログラミング学習システムの構築

利用人机交互技术和信息可视化技术构建量子编程学习系统

基本信息

批准号：
21K12174
负责人：
笹倉万里子
金额：
$ 2万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は量子ビットおよび量子ゲートに関する支援システムの拡張を行った．2021年度のシステムではドイチェ・ジョザのアルゴリズムを例題としていたが，2022年度はそれをグローバーのアルゴリズムを例題とするように拡張した．具体的にはグローバーのアルゴリズムで必要な量子ゲートを追加したこととグローバーのアルゴリズム用の教育支援コンテンツを開発したことである．グローバーのアルゴリズム用の教育支援コンテンツは，システムに実装された量子回路シミュレータを用いることを促すように作成した．量子回路シミュレータを併用して学習することでインタラクティブな学びが期待できる．開発したシステムと教育支援コンテンツを用いて被験者実験を行った．実験は，紙媒体の解説書との比較実験である．この実験で明らかになったことは，教育支援コンテンツで丁寧に解説しかつ量子回路シミュレータを使用して学習した場合は紙媒体のみでの学習よりも学習効果が高まることが期待できること，理解に時間を要する事項に関しては教育支援コンテンツで紙媒体と同程度しか解説しない内容の場合は，紙媒体のみの方が学習効果が高くなる場合があることである．後者に関しては，被験者実験において紙媒体のみで学習した被験者の方が学習後の確認テストの結果がよかった．この要因は，一読してよくわからないような内容の場合，紙媒体しか資料がない場合はその資料を何度も読み返すが，量子回路シミュレータがある場合，シミュレータを操作することで「わかったような気になり」理解を深められなかったのではないかと推測される．ただし，被験者数が少なく，たまたま紙媒体のみの被験者の方が理解力に優れていたという可能性も否定できない．さらなる実験が必要である．

This year's Quantum ビットおよびQuantum ゲートに关するsupports システムの拡张を行った. 2021 のシステムではドイチェ・ジョザのアルゴリズムを Sample Questions としていたが, the 2022 annual はそれをグローバーのアルゴリズムを example question とするように拡张した. Specific にはグローバーのアルゴリズムでNecessary なQuantum ゲートをAdditional したこととグローバーのアルゴリズム用のeducationsupportコンテンツを开発したことである．グローバーのアルゴリズム用のeducationsupportコンテンツは,システムに実Install the quantum circuit シミュレータを and use the いることをstimulation すように to make した. Quantum circuit シミュレータを and use して to learn することでインタラクティブなlearn びが look forward to できる.开発したシステムとeducation supportコンテンツを用いて被験人実験を行った．実験は, paper media's explanation book and comparison 実験である.この実験で明らかになったことは, Education Support コンテンツで丁宁に Commentary しかつQuantum Circuit シミュレータをUsing してLearning したOccasion はPaper media のみでのlearning よりもlearning effect が高まることがLooking forward to itできること, understanding of time, need, matters, education support, paper media and the same levelかExplanation of the content of the occasion のは, paper media のみのsquare が learning effect of high くなる occasion があることである. The latter is closed, and the paper media is used to learn from the paper media. The main reason is the occasion, the paper media is the occasionか data がない occasion はその data をも読み return すが, quantum circuit シミュIn the case of レータがある, シミュレータをoperation することで「わかったような気になり」Understand をdeep められなかったのではないかと speculate される.ただし, the number of victims is small, たまたまpaper media, のみのthe person being robbed, the understanding is excellent, the possibility is negated, and the possibility is negated.さらなる実験が必である．