Hardware and software tools for teaching the basics of quantum informatics to lyceums students

Abstract

У статті окреслено критерії вибору хмаро орієнтованої платформи для опанування основ квантової інформатики учнями профільної (старшої) школи: кросбраузерність; інтуїтивно зрозумілий інтерфейс; можливість вільного (безоплатного) доступу; доступ без реєстрації та спрощена реєстрація; наявність систематизованої довідкової системи з прикладами; підтримка розвитку середовища розробником; підтримка роботи у персональному освітньому середовищі; підтримка роботи з квантовими алгоритмами у графічному режимі; автоматичне конвертування квантових алгоритмів з графічного формату у текст програмного коду; підтримка україномовної локалізації; наявність мобільного застосунку; адаптивний дизайн. Проаналізовані можливості платформ для реалізації квантових алгоритмів від компаній: Microsoft, QuTech, Amazon Braket, IBM. Обґрунтовано вибір хмаро орієнтованої платформи IBM Quantum. Описано роботу в IBM Quantum Composer та IBM Quantum Lab. Представлено інформацію про квантові операції та гейти: позначення їх в IBM Quantum Composer та IBM Quantum Lab; матрицю гейта; призначення гейта. Наведено приклад реалізації квантової телепортації у вигляді схеми та програми.

Exploring the quantum frontier in school informatics: a pedagogical journey

“…Для вибору спецiальних апаратно-програмних засобiв навчання квантової iнформатики учнiв лiцеїв були проаналiзованi сервiси вiд компанiй Microsoft, QuTech, Amazon та IBM [18,20,21]. Найбiльшу кiлькiсть критерiїв задовольняє платформа IBM Quantum, що й була обрана основним iнструментальним засобом для опанування основ квантової iнформатики за програмою курсу.…”

“…Аналiз розвитку методичних систем навчання iнформатики (з 1985 року i донинi, з виокремленням чотирьох етапiв) показав, що змiст навчання шкiльної iнформатики розширювався вiд алгоритмiзацiї й програмування через опанування iнформацiйних та iнформацiйно-комунiкацiйних технологiй до iнформатики як основи STEM-iнтеграцiї (математично-природничих наук та iнженерiї) [17].…”

Enhancing software engineering education in higher education institutions through cloud-based learning tools: methodological and practical perspectives

“…Огляд дослiджень Т. А. Вакалюк [27,28], В. В. Осадчого [17], Н. С. Пономаревої [19] та С. В. Шокалюк [11] надає можливiсть зробити висновок, що головною проблемою навчання iнформатичних дисциплiн є адаптацiя змiсту та засобiв навчання до iнтенсивної змiни iнформацiйних технологiй. Розв'язання цiєї проблеми можливе у напрямi фундаменталiзацiї професiйної пiдготовки.…”

Exploring the potential of online services in utilizing free software for educational activities

“…Common problems of free software, legal and philosophical aspects of its existence and use are covered in the works of Raymond [23], Stallman [27], Tanenbaum and Bos [29] and others. In Ukraine the problems of using free software in the education system are highlighted by Fedorenko et al [2], Habrusiev [5], Horoshko, Kostiuchenko and Shkardybarda [6], Khakhanovskyi and Tonevytskyi [7], Lehka and Shokaliuk [12], Panchenko [21], Semerikov et al [24], Teplytskyi and Semerikov [31], Velychko, Fedorenko and Kassim [37], Zlobin [39] and others. The current state of the issue of the use of cloud technologies in educational activities was revealed by Glazunova et al [4], Kiv, Soloviev and Semerikov [8], Kolgatin et al [9], Korobeinikova et al [10], Korotun, Vakaliuk and Soloviev [11], Lytvynova [14], Markova et al [15], Merzlykin, Popel and Shokaliuk [16], Modlo and Semerikov [17], Nechypurenko, Semerikov and Pokhliestova [18], Nosenko, Popel and Shyshkina [19], Oleksiuk and Oleksiuk [20], Popel and Shyshkina [22], Symonenko et al [28], Tarasenko et al [30], Vakaliuk et al [32], Valko, Kushnir and Osadchyi [33], Velychko et al [35] and others.…”