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Le quantique est l'étude de l'univers aux plus petites échelles. Les comportements étranges qui se produisent à l’échelle des atomes sont essentiels aux technologies qui alimentent nos ordinateurs et de nombreux autres appareils modernes. Les progrès récents qui permettent une plus grande manipulation de ces comportements étranges ont propulsé le quantique dans une nouvelle ère et sont prometteurs pour les progrès technologiques dans les domaines de l’informatique, de la détection et des communications. Ces nouvelles technologies pourraient constituer le paysage du lieu de travail des étudiants du secondaire d’aujourd’hui.

Pour intéresser les lycéens aux promesses des technologies quantiques et les préparer à cet avenir, l'Université George Mason et Connected DMV ont organisé le programme Pathways to Quantum Immersion en juillet. Ce programme a réuni des étudiants du secondaire de 21 écoles de la région métropolitaine de Washington, DC, pour explorer les opportunités d'éducation, de recherche et de carrière axées sur le quantique.

Le programme transdisciplinaire a été coordonné par Jessica Rosenberg, professeure agrégée de physique et directrice de l'éducation au Mason's Quantum Science and Engineering Center (QSEC), et Nancy Holincheck, professeure adjointe au Mason College of Education and Human Development, directrice associée, Center for Social Equity. Par l’enseignement des sciences et co-coordonnateur du programme académique du programme d’études avancées en enseignement et apprentissage.

Les participants ont commencé par un programme virtuel de deux semaines au cours duquel ils ont découvert les concepts quantiques clés, se sont engagés dans des phénomènes quantiques à l'aide de polariseurs et de simulations d'expériences, notamment l'expérience à double fente, ont découvert les applications des technologies quantiques et ont été initiés aux carrières quantiques.

Après le programme virtuel, les étudiants ont passé une semaine en résidence sur le campus Mason's Fairfax pour un programme chargé de programmes en personne comprenant des conférences, des discussions et des visites de sites travaillant sur le quantum à Mason et dans la région.

Les participants ont visité plusieurs laboratoires engagés dans la recherche quantique, notamment le laboratoire de chimie quantique de Yun Yu qui étudie les matériaux bidimensionnels, le laboratoire de biophysique de Rob Cressman qui utilise des capteurs quantiques pour étudier le cerveau, le laboratoire de physique de Karen Sauer qui développe des capteurs quantiques pour détecter les phénomènes magnétiques. domaines et le laboratoire du directeur QSEC, Patrick Vora, pour en savoir plus sur la recherche sur les matériaux quantiques.

"J'ai découvert la recherche interdisciplinaire, collaborative et connectée sur une variété de sujets quantiques - certains dont j'avais déjà entendu parler et certains domaines émergents étaient nouveaux pour moi", a déclaré Shivani Nadella, une étudiante en dernière année à la Freedom High School de South Riding, en Virginie. . «Les professeurs étaient très compétents et enthousiastes à l'idée de partager leur expertise ou les ressources dont vous avez besoin pour découvrir et poursuivre votre passion.»

Nadella envisageait à l'origine de poursuivre des études en informatique lorsqu'elle est arrivée à l'université, mais a déclaré qu'à la suite de cette expérience, elle envisageait une double spécialisation en physique.

Au-delà de Mason, les participants au programme ont pu découvrir les travaux quantiques réalisés à la NASA, à l’Université du Maryland, au MITRE et à l’Université George Washington. Au Goddard Space Flight Center de la NASA, les étudiants ont découvert le rôle du quantique dans les communications et ont pu visiter des laboratoires quantiques ainsi que d'autres installations comme la grande baie où est assemblé le télescope romain Nancy Grace.

À l’Université du Maryland, ils ont pu visiter de nombreux laboratoires quantiques, notamment un cyclotron et un ordinateur quantique. La tournée MITRE comprenait un panel de carrières, ainsi que des visites des laboratoires de nano-bio et de détection visuelle de l'entreprise. L'installation de nanofabrication de l'Université George Washington leur a montré des travaux effectués avec des microscopes électroniques à balayage et à transmission.

La dernière visite des étudiants a eu lieu au bureau exécutif d'Eisenhower à la Maison Blanche pour des présentations par des membres du bureau de coordination de la politique quantique de la politique scientifique et technologique et une visite du bâtiment.

Holincheck a déclaré que cette expérience était importante pour l'accès aux opportunités et aux informations sur les carrières. « Les étudiants ont rencontré divers scientifiques travaillant dans les technologies quantiques et la politique quantique et ont entendu parler d’eux sur les applications et carrières quantiques actuelles et futures », a-t-elle déclaré. « Ce programme est un moyen par lequel nous pouvons offrir un accès équitable aux connaissances et aux opportunités STEM aux étudiants de toute notre région.