量子力學 (電子所)

國立清華大學電機工程學系

大四要畢業了，這四年也是得到過很多人的幫忙，推薦個甜涼好課。文筆很爛，大家體諒一下。授課教師: 張鑑元科號: ENE 513000 課本: (1) J. J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics (2) David A. B. Miller, Quantum Mechanics for Scientists and Engineers 先備知識: 微積分、線性代數、機率 (建議) 近代物理、理論力學 (我也沒修過，所以只是建議) 課程大概內容: 前幾周複習 expected value, adjoint operator, wavefunction 之類的，前面其實沒有很難，我承認一開始小看 QM 了。只是 QM 的 notation 都跟線性代數不太一樣，像是 QM \dagger represent Hermitian，但是數學上\dagger 通常是pseduo-inverse，如果跟數學課一起修，可能會有點精神錯亂。 First midterm前教 Time-independent Schrödinger equation, commutator, spin, Pauli matrices, SHO, etc. Second midterm前老師會教 QuTip，QM的模擬軟體，有一周老師會請國外的學者來上課，教 implement Quantum circuit via QuTip，和 master equation。之後基本上是 approximation thoery，主要是 perturbation theory (time-independent, time-dependent, non-degenerate, degenerate)，和 Landau-Zener transition，最後提到一點固態的 tight-binding model。

私心推薦指數(from 1 to 5) : 喜歡自己讀書: 5 對量力很有興趣: 5 覺得自己是 PAM Dirac 在世: 5 喜歡跟老師聊天: 5 Otherwise: 2 上課方式: 投影片上課，老師喜歡給實例說明，像是 quantum circuit 以 FinFET 實作之類的。考試作業型態：考試都可以帶 2 pages of A4 double-sided cheatsheet，愛抄什麼抄什麼，你如果會毫芒雕刻，把整本抄進去也可以。 second midterm 是上機考，用 colab 跑 QuTip 模擬，不能 vibe coding，大家似乎都考得很糟，除此之外都是手寫，手寫要好好把握，有寫有機會，助教人都很好。基本上只要不是 nonsense 都會部份給分，我每次手寫都比想像中高很多，愛TA。要注意一下，1st midterm takes 3 hours, 2nd midterm takes 2 hours, and final exam takes 4 hours. Final 考到快升天，但考試好像可以吃東西，這我不是很確定。 Note that 老師似乎是用(2)來上課，但是考試以(1)為主。評分方式: X = 0.3 * happy midterm + 0.2 * casual midterm + 0.5 * final + a * {class participation} + 2 * #{bonus homework}, a>0. Class paticipation 是上課回答問題，或是問問題，要去跟老師登記。 Bonus homework 是寫 paper review ，一次加總成績2分，非常賺，大家要好好把握。不確定有沒有調分。 Happy midterm: 277/300

Casual midterm: 42.5/100

Final: 335/350 都會 normalized 到 100，跟 wavefunction 一樣。其它: 之前上李瑞光教授的數值分析，老師推薦我們修量力，了解一下物理學最前沿地發現，加上我朋友跟我說修量力不用修過其他物理系的課也沒事，所以才誤入歧途，加上我高中原本想讀物理，所以算是幫自己圓夢。這門課有2個博士生來修，好像有物理系大學部的，但好像一個碩士生都沒有，也是蠻神奇的。我後來才知道劉奕汶教授也修過量力，用的還是同一本課本(J.J. Sakurai)，我那個時候還以為量力爆了。個人覺得QM難度大於 convex optimization，也有可能是我太笨。修完你就知道 Werner Heisenberg 本人其實比 Meth Heisenberg 還屌。

By the way, 老師說廣義相對論比量子力學難多了，不敢想像有多難。這邊推薦幾首歌可以邊修 QM 邊服用: Bee Gees, Stayin' Alive. (before exams) U2, Walk On. (after 1st midterm) Eagles, Take It Easy. (after 2nd midterm) Coldplay, Every Teardop Is a Waterfall. (after final exam) Rod Stewart, I Don't Want to Talk about It. (after final exam) The 1975, I Always Wanna Die (sometimes). (崩潰時) Rick Astley, Never Gonna Give You Up. (Anytime) 總成績: A+ (我要畢業所以請老師提前送成績，其他人應該沒這麼快，愛Ted) 我只修過電機的電磁學，沒修過近物，除了普物和實驗，沒修過物理系的課，這樣都可以A+，應該算很甜了。