Quantum Lab
Quantum computing, one experiment at a time.
What changes when a computer follows the rules of quantum physics?
QuantumLab was created to explore this question through small experiments: you observe a circuit, try to predict the result, change an operation, and discover what happens.
It is a free educational laboratory for Windows. It runs on your PC, allowing you to explore the principles of quantum computing through interactive simulations, guided lessons, and challenges to solve.
START WITH CURIOSITY
The journey begins with two possible outcomes—much like flipping a coin (heads or tails).
Then comes the first surprise: in the quantum model, repeating a specific operation can eliminate the very uncertainty it had just created.
From there, step by step, you encounter superposition, interference, and entanglement.
You can tackle the initial experiments without knowing the formulas, though the manual also supports those who wish to delve deeper into the mathematics.
WATCH, TRY, BUILD
- Follow 21 activities: four introductory demonstrations, ten construction challenges, and seven lessons on algorithms.
- Step through the circuits one operation at a time and observe how amplitudes, phases, and probabilities change.
- Build and modify your own circuits using the visual editor.
- Record a prediction and compare it with theoretical probabilities and simulated outcomes.
- Perform a measurement or repeat 1,000 independent preparations to explore the role of chance.
- Tackle challenges with progressive hints and solution verification.
- Explore the algorithms of Deutsch, Bernstein, Vazirani, and Grover, including by changing problem parameters.
- Save your circuits and export the results to continue your work or discuss it in class. A GUIDE ALWAYS AT HAND
A GUIDE ALWAYS AT HAND
QuantumLab offers an interface and manual in both Italian and English. The guide is integrated into the program, accessible offline, and linked to the activities: you can start with a specific question and delve deeper whenever you feel the need.
FOR THE CURIOUS, STUDENTS, AND TEACHERS
You can use it for a first encounter with quantum computing, to support an explanation, or to create a small laboratory activity.
The idea is simple: first you form a hypothesis, then you experiment, and finally, you try to explain the result.
WHAT IT SIMULATES
The program calculates the behavior of small, ideal quantum circuits on your PC. The displayed amplitudes offer an educational window into the mathematical model; on a real device, you cannot read all of them directly in a single measurement. QuantumLab helps you understand how algorithms work; it does not measure speed advantages over traditional computers.
Start with "The Quantum Coin." Then try "The Second Hadamard": the interesting question is, what do you expect before seeing the result?
Che cosa cambia quando un computer segue le regole della fisica quantistica?
QuantumLab nasce per avvicinarsi a questa domanda attraverso piccoli esperimenti: osservi un circuito, provi a prevedere il risultato, cambi una operazione e scopri che cosa succede.
E' un laboratorio didattico gratuito per Windows. Funziona sul tuo PC e permette di esplorare i principi del calcolo quantistico con simulazioni interattive, lezioni guidate e sfide da risolvere.
PARTI DALLA CURIOSITA'
Il percorso comincia con due possibili risultati, un po' come testa e croce.
Poi arriva la prima sorpresa: nel modello quantistico, ripetere una particolare operazione puo' far scomparire l'incertezza che aveva appena creato.
Da qui, un passo alla volta, incontri la sovrapposizione, l'interferenza e l'entanglement.
I primi esperimenti si possono affrontare senza conoscere le formule; il manuale accompagna anche chi vuole approfondire la matematica.
GUARDA, PROVA, COSTRUISCI
- Segui 21 attivita' : quattro dimostrazioni iniziali, dieci sfide di costruzione e sette lezioni sugli algoritmi.
- Percorri i circuiti una operazione alla volta e osserva come cambiano ampiezze, fasi e probabilita'.
- Costruisci e modifica i tuoi circuiti con l'editor visuale.
- Registra una previsione e confrontala con le probabilita' teoriche e con gli esiti simulati.
- Esegui una misura oppure ripeti 1.000 preparazioni indipendenti per esplorare il ruolo del caso.
- Affronta le sfide con suggerimenti progressivi e verifica della soluzione.
- Esplora gli algoritmi di Deutsch, Bernstein, Vazirani e Grover, anche cambiando i parametri del problema.
- Salva i circuiti ed esporta i risultati per continuare il lavoro o discuterne in classe.
UNA GUIDA SEMPRE A PORTATA DI MANO
QuantumLab offre interfaccia e manuale in italiano e inglese. La guida e' integrata nel programma, consultabile offline e collegata alle attivita' : puoi partire da una domanda concreta e approfondire quando ne senti il bisogno.
PER CURIOSI, STUDENTI E INSEGNANTI
Puoi usarlo per un primo incontro con il calcolo quantistico, per accompagnare una spiegazione o per costruire una piccola attività di laboratorio.
L'dea e' semplice: prima fai una ipotesi, poi provi, infine cerchi di spiegare il risultato.
CHE COSA SIMULA
Il programma calcola sul PC il comportamento di piccoli circuiti quantistici ideali. Le ampiezze mostrate sono una finestra didattica sul modello matematico; su un dispositivo reale non si leggono tutte direttamente con una singola misura. QuantumLab aiuta a comprendere il funzionamento degli algoritmi e non misura un vantaggio di velocita' rispetto ai computer tradizionali.
Comincia da «La moneta quantistica». Poi prova «La seconda Hadamard»: la domanda interessante e', che cosa ti aspetti prima di vedere il risultato?
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Revision History:
- 0.0.1 2026/10/14 : First release