Uma revisão sistemática da literatura sobre o ensino de Computação Quântica

Abstract

Este trabalho apresenta uma revisão sistemática da literatura sobre o ensino de Computação Quântica (CQ) de 2010 a 2023, com artigos indexados nas bases Scopus, Web of Science e Scielo. Foram selecionados 50 artigos dos 283 inicialmente encontrados. Nosso estudo oferece um panorama dessas publicações, identificando a natureza dos trabalhos, o nível de ensino, o objetivo central, a metodologia utilizada, as justificativas para o ensino de CQ, as ferramentas e recursos empregados, os principais conteúdos ensinados e os resultados e recomendações. Dentre os resultados, destaca-se que a maioria dos estudos foca no nível de graduação e são propostas, com poucas pesquisas empíricas e relatos de experiência. Identificamos uma carência de referenciais teórico-metodológicos e uma lacuna na formação de professores, com apenas um estudo neste tema. A introdução da CQ é frequentemente feita através da programação quântica, aproveitando ferramentas para a construção de circuitos quânticos, valorizados pela indústria. Os desafios incluem falta de clareza nos objetivos educacionais e métodos de ensino. Recomendações incluem a integração de tópicos quânticos desde níveis introdutórios, continuidade na pesquisa, desenvolvimento de materiais educativos e parcerias com a indústria. O interesse no ensino de CQ é impulsionado pelo potencial de impacto das tecnologias quânticas na economia global.

This work presents a systematic review of the literature on the teaching of Quantum Computing (QC) from 2010 to 2023, with articles indexed in the Scopus, Web of Science and Scielo databases. 50 articles were selected from the 283 initially found. Our study offers an overview of these publications, identifying the nature of the work, the level of teaching, the central objective, the methodology used, the justifications for teaching QC, the tools and resources used, the main content taught and the results and recommendations. Among the results, it is highlighted that most studies focus on the undergraduate level and are proposals, with little empirical research and experience reports. We identified a lack of theoretical-methodological references and a gap in teacher training, with only one study on this topic. The introduction of QC is often done through quantum programming, utilizing tools for building quantum circuits, which are valued by the industry. The challenges include a lack of clarity in educational objectives and teaching methods. Recommendations include the integration of quantum topics from introductory levels, continuity in research, development of educational materials, and partnerships with the industry. Interest in teaching QC is driven by the potential impact of quantum technologies on the global economy.