Unterricht mit Katze Q

Dauer

10 – 15 Minuten

empfohlene Klassenstufe

ab Klassenstufe 7

Inhalte

Superposition

Kurzbeschreibung

• Knobelpuzzle mit Bezug zu Katze Q und Superposition
• berühmtes „Trick-Esel-Rätsel“ als Katze Q-Variante
• Ziel des Puzzles: die Teile so anordnen, dass die Reiter die Katzen besteigen

Hinweis

benötigtes Material: Drucker & Schere

Lehrplanbezug/Bildungsziele/Unterrichtseinsatz

• affektives Ziel: Motivation und Interesse durch Rätselcharakter
• kognitives Ziel: Kennen des Begriffs Superposition; Anwenden heuristischer Strategien
• Einsatz: z. B. zur Einführung oder Wiederholung des Begriffs Superposition

Dauer

20 – 25 Minuten

empfohlene Klassenstufe

ab Klassenstufe 6

Inhalte

Quantenüberlegenheit (Leistungsfähigkeit von Quantencomputern)

Kurzbeschreibung

• Knobelpuzzle mit Bezug zu Katze Q und Quantencomputern
• berühmtes „Affenpuzzle“ als Katze Q-Variante

• das Puzzle stellt ein Beispiel für ein Optimierungsproblem dar, das von klassischen Computern nur langsam und von Quantencomputern sehr schnell gelöst werden kann

  • klassische Computer müssen alle Anordnungsvarianten nacheinander durchprobieren

  • Quantencomputer können durch Quantenparallelismus (Superposition und Verschränkung) viele Varianten gleichzeitig durchprobieren

Hinweis

• benötigtes Material: Farbdrucker & Schere
• bei 2x2 Karten gibt es 6144 Anordnungsvarianten, bei 3x3 bereits über 95 Milliarden Anordnungsvarianten
• Erklär-Video

Lehrplanbezug/Bildungsziele/Unterrichtseinsatz

• affektives Ziel: Motivation und Interesse durch Rätselcharakter
• kognitives Ziel: kennen der Begriffe Quantencomputer/Quantenüberlegenheit; Anwenden heuristischer Strategien
• Einsatz: Anwendungsbeispiel zum Begriff Quantenüberlegenheit

Dauer

15 – 25 Minuten

empfohlene Klassenstufe

ab Klassenstufe 7

Inhalte

Superposition und Verschränkung

Kurzbeschreibung

• Spiel zu den Phänomenen Superposition und Verschränkung

• bekanntes TicTacToe-Spiel als erweiterte Katze Q-Variante

• die Spielregeln bauen auf dem Wesen der Phänomene Superposition und Verschränkung auf und wenden diese in der Spieldynamik an

Hinweis

• benötigtes Material: Farbdrucker & Schere

• Spiel für 2 Personen

Lehrplanbezug/Bildungsziele/Unterrichtseinsatz

• affektives Ziel: Motivation und Interesse durch Spielcharakter
• kognitives Ziel: Kennen der Begriffe Superposition und Verschränkung; 
  Strategie- und Taktikentwicklung
• Einsatz: Anwendung/Sicherung der Begriffe Superposition und Verschränkung