Over the past two weeks, the Institute for Quantum Computing (IQC) hosted the 16th annual Quantum School for Young Students (QSYS) session, welcoming high school students from around the world into our buildings, our labs, and our community.
QSYS is a unique enrichment program that introduces high school students to the world of quantum information science and technology. Over the course of nine days, students visit IQC and learn how this interdisciplinary field combines computer science, engineering, mathematics, physics, and chemistry to push the boundaries of modern science. Through expert lectures, problem-solving sessions, and hands-on experiments, QSYS students explore the curiosities of our world at the quantum level.
From August 9 to 17, 42 keen students from Canada, the United States of America, The Czech Republic, India, Pakistan, and Cambodia were invited to IQC for the opportunity to forge international friendships and network with faculty members and researchers at the forefront of their fields.
“There is an incredible interest in quantum science from young students around the world. It brings together those interested in the high-impact applications and foundational questions about reality like no other field.” says Dr. John Donohue, Senior Manager, Scientific Outreach at IQC.
Beginning with lectures on The History of Quantum and the The Mathematics of Quantum, our Scientific Outreach Team helped this year’s QSYS participants establish the necessary mathematical foundation needed to understand topics like quantum algorithms, quantum mechanics, and experimental physics. Students were encouraged to expand their knowledge through hands-on experiments exploring quantum effects like interference, resonance, atomic spectra, and entanglement.
One of the many highlights from this year included a keynote presentation from Dr. Alan Jamison, a faculty member at IQC and the University of Waterloo’s department of Physics and Astronomy. “It's a real treat to meet high school students with such enthusiasm for science, particularly quantum science,” says Jamison, who specializes in research with ultracold atoms. “I'm amazed by the depth of thought that comes out in their questions.”
Students also heard from current IQC graduate students, including Fiona Thompson, who showed students how superconductivity works; Joan Arrow, founder of the Quantum Ethics Project; and Everett Patterson, who was both a chaperone and lecturer this year. “It’s been a tremendous privilege to mentor these exceptional students from around the world,” says Patterson. “Their appetite for learning about quantum and beyond impressed me both inside and outside of the classroom.” Participants were also given the opportunity to have small group discussions with our quantum researchers during a speed-mentoring roundtable.
In its 16th year, IQC’s QSYS program continues to impact future generations of quantum researchers, surpassing over 1000 total participants from 46 countries around the world in 2023. With nearly 30 quantum researchers contributing to this year’s QSYS curriculum, a wealth of expertise and mentoring opportunities were readily available to ignite the curiosity of eager learners and encourage their interest in quantum.
Among a full itinerary of daily quantum learning and activities, students consistently enjoy IQC’s state-of-the-art facilities, including the Quantum Exploration Space with research-grade quantum systems for laboratory experiments, and taking part in social activities with their peers. This year, our students forged international friendships as they competed in bowling, went on a day trip to Niagara Falls, and challenged each other to a game of ball hockey.
Au cours des deux dernières semaines, l’Institut d’informatique quantique (IQC) a ouvert les portes de ses locaux, laboratoires et communautés à des élèves du monde entier à l’occasion de la 16e session annuelle de la Quantum School for Young Students (QSYS).
La QSYS est un programme d’enrichissement unique qui initie les élèves du secondaire au monde des sciences et technologies de l’informatique quantique. Pendant neuf jours, les élèves visitent l’IQC et découvrent comment ce domaine interdisciplinaire combine l’informatique, le génie, les mathématiques, la physique et la chimie afin de repousser les limites de la science moderne. Les élèves explorent les curiosités du monde à l’échelle quantique à travers des présentations d’experts, des séances de résolution de problème et des expériences pratiques.
Du 9 au 17 août, 42 élèves passionnés provenant du Canada, des États-Unis, de la République tchèque, de l’Inde, du Pakistan et du Cambodge ont été invités à l’IQC afin de saisir cette occasion de former des amitiés internationales et de réseauter avec les professeurs et chercheurs à l’avant-plan de leurs domaines.
« L’intérêt que les jeunes élèves à travers le monde portent à l’informatique quantique est incroyable. Il rassemble les personnes intéressées par les applications importantes et par les questions fondamentales sur la réalité comme aucun autre domaine », dit John Donohue, gestionnaire principal de la vulgarisation scientifique de l’IQC.
Notre équipe de vulgarisation scientifique a commencé par deux présentations sur l’histoire de l’informatique quantique et les mathématiques en quantique pour que les participants puissent établir les bases en mathématiques nécessaires pour comprendre les concepts comme les algorithmes quantiques, la mécanique quantique et la physique expérimentale. Les élèves ont été encouragés à élargir leurs connaissances grâce à des expériences pratiques qui explorent les effets quantiques comme l’interférence, la résonance, les spectres atomiques et l’intrication.
L’un des nombreux événements marquants de cette année fut le discours inaugural de Alan Jamison, un professeur de l’IQC et du Département de physique et d’astronomie de l’Université de Waterloo « C’est un vrai plaisir de rencontrer des élèves du secondaire si enthousiastes envers la science, et particulièrement en science quantique » affirme M. Jamison, qui se spécialise en recherche sur les atomes ultrafroids. « La profondeur de leurs questions m’étonne toujours. »
Les élèves ont aussi fait la rencontre d’étudiants aux cycles supérieurs de l’IQC comme Fiona Thompson, qui a expliqué aux élèves ce qu’est la supraconductivité, Joan Arrow, qui a fondé le Quantum Ethics Project et Everett Patterson, qui a joué le rôle de chaperon et de conférencier cette année. « Quel énorme privilège de mentorer ces élèves exceptionnels du monde entier! », explique Everett. « Leur soif de connaissance sur la quantique et au-delà m’a impressionné, tant en classe qu’à l’extérieur. » Les participants ont aussi eu l’occasion de parler avec des chercheurs en quantique pendant une séance de table ronde de mentorat accéléré.
Lors de sa 16e édition, le programme QSYS de l’IQC continue d’influencer la relève de la recherche quantique, dépassant en 2023 le seuil de 1 000 provenant de 46 pays du monde. Avec la contribution de près de 30 chercheurs quantiques, le programme de la QSYS regorgeait d’expertise et d’occasion de mentorat pour piquer la curiosité des participants prêts à apprendre et stimuler l’attrait de la quantique.
Parmi les activités et l’apprentissage portant sur la quantique au programme, les élèves apprécient toujours les installations à la fine pointe de la technologie de l’IQC, dont l’Espace d’exploration quantique équipé de systèmes de haute qualité pour les expériences de laboratoire et aiment socialiser avec leurs collègues. Cette année, les élèves ont formé des amitiés internationales en jouant aux quilles, en allant visiter les chutes du Niagara et en jouant au hockey-balle.