Webinar: Quantencomputing im MINT-Unterricht – Qubits, Quantengatter und Quantenschaltkreise

Wie lässt sich Quantencomputing im Informatikunterricht umsetzen? 

In diesem Webinar stellt der Referent die Unterrichtseinheit Qubits, Quantengatter und Quantenschaltkreise – aus der Informatikperspektive vor und berichtet von seinen Erfahrungen aus sechs Durchgängen mit Lerngruppen im obligatorischen Fach Informatik an einem Schweizer Gymnasium (vergleichbar mit dem Informatik-Grundkurs an deutschen Gymnasien). Anhand von Qubits, Quantengattern und Quantenschaltungen zeigt er, wie Schüler*innen grundlegende Konzepte des Quantencomputings verstehen und mit Qiskit eigene Anwendungen entwickeln können.
Neben den Unterrichtsmaterialien stehen vor allem praktische Erfahrungen, Chancen und Grenzen der Umsetzung im Fokus. Dabei geht es um die Frage, was im Unterricht tatsächlich möglich ist, welche Kompetenzen Lernende erwerben und welche Erkenntnisse aus der konkreten Unterrichtspraxis gewonnen wurden.

Voraussetzungen

• Grundkenntnisse zu Superposition, Verschränkung und Messung von Quantensystemen (Unterrichtseinheit Grundlagen der Quantenphysik und Der Elitzur-Vaidman-Bombentest – ein Beispiel für Quantenüberlegenheit). 
• Grundlegende Mathematik- und Informatikkenntnisse sind von Vorteil (Unterrichtseinheiten Mathematische Grundlagen und Die Überlegenheit von Quantencomputern – aus der Informatikperspektive).
• Für die aktive Teilnahme wird ein Computer mit Python sowie den Paketen qiskit und qiskit-ibm-runtime empfohlen. Mit einem kostenlosen Konto auf der IBM Quantum Platform können die vorgestellten Beispiele direkt ausprobiert werden (https://quantum.cloud.ibm.com/, idealerweise weniger als einen Monat vor dem Webinar erstellt).

Referent

Christian Datzko, Gymnasium Liestal, Schweiz

Über das Unterrichtsmaterial

In Zusammenarbeit mit Lehrkräften aus ganz Europa hat Science on Stage Deutschland neue Unterrichtsmaterialien entwickelt: Quantencomputing im MINT-Unterricht bringt das komplexe Zukunftsthema verständlich und praxisnah ins Klassenzimmer.
Die modular und interdisziplinär aufgebauten Materialien eignen sich für den Einsatz im Physik-, Mathematik- und Informatikunterricht der Sekundarstufe sowie für fächerübergreifende Formate. Lehrkräfte können aus einzelnen Themenbausteinen passende Inhalte auswählen, zu individuellen Unterrichtseinheiten zusammenstellen oder auf bereits ausgearbeitete Lernpfade zurückgreifen, die als Orientierung dienen und sich flexibel an Vorwissen, Unterrichtszeit und Lernziele anpassen lassen. Neben fachlichen Grundlagen bieten die Materialien auch Einblicke in Studien- und Berufsperspektiven im Bereich der Quantentechnologien.

Informationen zur Registrierung folgen in Kürze.