Projecte Quantum Ambassadors — Iniciació

Descripció

El projecte Quantum Ambassadors és una iniciativa educativa innovadora que té com a objectiu principal formar el professorat de secundària en física quàntica i dotar-lo d’eines per apropar aquesta disciplina a l’aula. Impulsat per la Universitat de Barcelona (UB), l’ICCUB i l’IN2UB, el projecte ofereix sessions formatives impartides per experts universitaris.

Objectius

1. Aprofundir en els conceptes fonamentals de la física quàntica mitjançant sessions impartides per investigadors especialitzats de la UB, l’ICCUB i l’IN2UB.
2. Dotar el professorat de recursos didàctics innovadors i situacions d’aprenentatge adaptades al currículum de secundària.
3. Fomentar la integració de la física quàntica a l’aula d’una manera entenedora, motivadora i alineada amb les competències clau del sistema educatiu.
4. Promoure el desenvolupament de competències docents com el pensament crític, la creativitat i el treball col·laboratiu.
5. Crear una comunitat educativa activa i col·laborativa entre professorat de secundària i l’àmbit universitari.

Continguts

PART TEÒRICA

Conceptes bàsics de física quàntica

• Breu introducció històrica
• Què és la física quàntica i per què és important
• Superposició d’estats
• Funció d’ona i probabilitat
• Dualitat ona-partícula
• Principi d’indeterminació de Heisenberg
• Efecte túnel
• Entrellaçament quàntic

Orígens i desenvolupament històric

• Radiació de cos negre (Planck, 1900)
• Efecte fotoelèctric (Einstein, 1905)
• Model atòmic de Bohr (1913)
• Equació de Schrödinger (1926)
• Debat Bohr-Einstein i interpretacions (Copenhaguen, molts mons)

Experiments clau

• Doble escletxa (Young, electrons)
• Paradoxa EPR
• Desigualtats de Bell (CHSH)
• Experiments de Freedman-Clauser i Aspect
• Teletransportació quàntica (Zeilinger)

Aplicacions tecnològiques

• Primera revolució quàntica: semiconductors i transistors, làser, GPS i rellotges atòmics, imatge per ressonància magnètica (IRM)
• Segona revolució quàntica:
  • Ordinadors i simuladors quàntics
  • Comunicacions quàntiques (QKD)
  • Sensors quàntics
  • Materials quàntics
     

PART PRÀCTICA: SITUACIONS D’APRENENTATGE AMB SIMULACIONS D’ORDINADOR D’EXPERIMENTS QUÀNTICS

Situacions d’aprenentatge

• SdA ESO – Científics per un dia: ona o partícula?

Proposta per a 3r i 4t d’ESO centrada en l’experiment de la doble escletxa. L’alumnat parteix de la intuïció clàssica, formula prediccions i treballa amb simulacions com Quantum Timeline i Double Slit per descobrir el comportament ondulatori de la llum i de les partícules. El repte final és explicar els resultats en forma d’un breu article científic.

• SdA batxillerat – Explica la quàntica: més enllà del que veiem

Proposta per a 1r o 2n de batxillerat orientada a comprendre conceptes fonamentals de física quàntica mitjançant simulacions i a transformar-los en materials divulgatius. L’alumnat treballa fenòmens quàntics amb ClaVSQua i Double Slit i després crea pòsters, infografies, vídeos o presentacions pensats per explicar la quàntica a altres estudiants.

• Nova SdA de computació quàntica – Quantum Tycoon

Nova proposta orientada a introduir la computació quàntica a través del joc Quantum Tycoon. L’alumnat assumirà la gestió d’una empresa d’ordinadors quàntics, prendrà decisions sobre tecnologia i recursos i resoldrà reptes utilitzant conceptes i algoritmes quàntics reals. La SdA combinarà joc, activitats guiades i reflexió per entendre de manera accessible com funciona la computació quàntica i quines aplicacions té.

Simulacions d’ordinador

Eigengame

Tema principal: simulació interactiva de la mecànica quàntica mitjançant un joc educatiu.

Continguts:

• Funció d’ona i equació de Schrödinger (1D)
• Creació de potencials quàntics personalitzats
• Visualització de nivells d’energia i funcions d’ona
• Mesura i col·lapse de l’estat quàntic
• Exploració de nivells superiors d’energia
• Enllaç a simuladors en línia per a estudiants

Quantum Timeline

Tema principal: Iitroducció a la dualitat ona-partícula a través de l’experiment de Young.

Continguts:

• Història del debat entre Newton (partícules) i Huygens/Young (ones)
• Patrons d’interferència amb una i dues escletxes
• Comportament ondulatori de la llum
• Comportament ondulatori de partícules (electrons, etc.)
• Naturalesa probabilística de la mecànica quàntica
• L’experiment com a demostració de la dualitat ona-partícula

Clàssica vs. quàntica

Tema principal: comparació entre l’evolució clàssica i quàntica de partícules.

Continguts:

• Descripció de la funció d’ona i la seva evolució
• Simulacions de moviment clàssic en pous de potencial
• Absència d’efecte túnel en la física clàssica
• Evolució quàntica amb efecte túnel
• Visualització de probabilitats i estats estacionaris
• Comparació directa entre comportaments clàssics i quàntics

Quantum Tycoon

Tema principal: introducció a la computació quàntica mitjançant un joc de simulació i estratègia.

Continguts:

• Gestió d’una empresa dedicada al desenvolupament d’ordinadors quàntics
• Introducció als principis bàsics de la computació quàntica
• Desenvolupament i millora de tecnologies quàntiques dins del joc
• Resolució d’encàrrecs mitjançant algoritmes quàntics reals
• Gestió de recursos i presa de decisions vinculades al desenvolupament tecnològic
• Aproximació lúdica a les possibilitats, reptes i aplicacions de les tecnologies quàntiques

Metodologia

• Conferències i sessions formatives impartides per investigadors especialitzats en física quàntica de la Universitat de Barcelona, l’ICCUB i l’IN2UB, amb continguts adaptats al nivell de secundària.
• Treball pràctic amb simulacions interactives de sistemes quàntics reals, que permeten experimentar conceptes com el principi d’indeterminació de Heisenberg o l’efecte túnel.
• Visites als laboratoris universitaris, on el professorat i l’alumnat podran observar experiments reals de física quàntica i conèixer de prop la recerca actual com a part de la seva formació.
• Acompanyament directe als centres educatius per part de l’equip de Quantum Ambassadors, mitjançant xerrades, tallers amb l’alumnat o suport al professorat durant la implementació d’activitats i recursos del projecte a l’aula.
• Reunions de retorn entre personal investigador del projecte Quantum Ambassadors i el professorat participant, per valorar la formació rebuda i com l’han implementada en forma d’activitats a les aules.
• Participació en la conferència final del projecte, on es presentaran les experiències viscudes durant l’aplicació dels continguts del curs a les aules.

Formadors

• Bruno Julià Díaz
• Montserrat Guilleumas Morell
• Carles Calero Borrallo
• José María Gómez-Cama
• Sònia Estradé Albiol
• Julia Peral Calbó
• Núria de Echegaray Jaumandreu

Destinataris

Professorat de secundària, de l’especialitat de Física i Química o àrees afins, dels instituts de Catalunya.

Calendari i horari

• 1a jornada — Formació: 21 d’octubre de 2026, de 16:15 a 20:30
  • 16:15-16:35. Benvinguda i presentació del projecte Quantum Ambassadors.
  • 16:35-17:05. Xerrada «Fomentem les vocacions STEM en les noies a la secundària» — Júlia Peral Gender.
  • 17:05-17:55. «Per què quàntica?» (1a part) — Èric Sánchez, Muntsa Guilleumas.
  • 17:55-18:15. Pausa de cafè.
  • 18:15-19:05. «Per què quàntica?» (2a part) — Èric Sánchez, Muntsa Guilleumas.
  • 19:05-19:45. Presentació del material i instruccions per treballar amb les simulacions — aula d’informàtica A02I.
  • 19:45-20:30. Ús de les simulacions amb exercicis de les situacions d’aprenentatge — aula d’informàtica A02I.
• 2a jornada – Classe magistral de física quàntica: 15 de desembre de 2026, de 9:45 a 14:00
  • 9:45-10:00. Benvinguda i ordre del dia.
  • 10:00-12:00. Sessió de treball conjunta sobre els còmics —  aula d’informàtica A03I.
  • 12:00-12:30. Pausa de cafè i fotografia conjunta.
  • 12:30-14:00. Xerrada «Entrellaçament quàntic, desigualtats de Bell i el Premi Nobel de 2022» (1a i 2a part) — Héctor Briongos.
• Jornada de cloenda:  9 de juliol de 2027, de 9:30 a 14:00 (per concretar)
  • 9:30-10:00. Arribada i registre.
  • 10:00-10:10. Benvinguda.
  • 10:10-11:10. Xerrada conjunta.
  • 11:10-11:30. Pausa de cafè.
  • 11:30-12:15. Presentacions del professorat i l’alumnat.
  • 12:15-12:45. Xerrada de cloenda, valoració del curs i breu sessió de feedback — Núria de Echegaray.
  • 12:45-14:00. Sessió de laboratori en grups: experiments de física quàntica.

Modalitat

Curs

Format

Semipresencial. Sessions presencials i sessions d’implementació amb alumnat de secundària a l’institut.

Lloc

Facultat de Física de la Universitat de Barcelona.

Hores a certificar

25 hores (15 hores presencials i 10 hores de treball personal).

Requisits de certificació

• Assistència mínima d’un 80 % de les hores presencials.
• Lliurament de les evidències d’haver implementat a l’aula la formació rebuda.

Idioma

Català

Preu

Gratuït

Nombre de places

30

De l’1 d’octubre de 2026 al 19 d’octubre de 2026.

www.ub.edu/idp

A/e: idp.cursos@ub.edu
Tel.: 934 021 024

En finalitzar la formació les persones participants que compleixin els requisits reben un certificat de participació de la Universitat de Barcelona.  

En el cas del professorat de Catalunya el certificat d’aquest curs s’incorpora directament a l’expedient de formació de cada docent (XTEC) i es pot utilitzar com a acreditació per participar en els diferents processos selectius del Departament d’Educació i Formació Professional de la Generalitat de Catalunya, en els termes que indiqui cada convocatòria.

Per iniciar aquesta activitat cal que hi hagi un nombre mínim de persones inscrites.