计算物理学

这是目前网站草案和可能改变从现在开始上课。

当然物流

课程公告

课程信息

这是一个身临其境的先进计算物理课程。你的目标在这类程序中,模拟,了解物理学在六(+ 1)下面描述的项目,这些项目将跨越课堂时间和你所有的作业。我的目标是帮助您完成这些任务。在某种程度上必要的这将包括一些讲课(\我30分钟美元类),一些一对一的互动在课堂上,很多个人工作的类。这是反向的典型方法,课程设计教学和习题是用来测试你的理解材料。

虽然会有一些讲课,讲课不会覆盖所有你需要的信息来完成项目。相反,您将需要使用资源网站上提到的(和其他人)取得进展,特别是根据物理和计算背景。

你会写程序和运行模拟。编程将在python和c++(也许我们会选择测试茱莉亚-来找我如果你有兴趣)。您需要python和c++运行在您的计算机上;请参阅下面的帮助项目0。

这是第一次这门课已经运行,这意味着它是一个正在进行的工作。项目会有些粗糙许多疙瘩仍在制定当中。让我们知道如果有问题或者我们可以做来改善他们的境况。不要逐字逐句地读,并试图回答我们问的问题有关,而不是那些我们一定写。作为一个经验法则,不要花超过30分钟试图破译一个问题在你自己的;来我们的澄清。

概念上的目标:

从简单的规则,涉及复杂的现象:一个量子力学方程给我们所有的化学、超导、拓扑绝缘体等;从神经元出现思维;从进化产生复杂的生活。计算是最好的方法我知道如何摆脱关于这些主题的洞察力。计算机可以模拟复杂现象的出现,从简单的法律,我知道没有更好的方式去理解物理,而不是通过电脑教学如何做物理。

你能理解宇宙从简单模型:此时在你的物理职业你可能用于这一真理,但想想一会儿;你为什么不需要弦理论理解的压力在一个气球吗?有一个深层的原因的名字普遍性和重整化群。的统计力学部分本课程的目的是提供一个第一次通过普遍性通过你编写模拟计算通用关键指数和数值实现重整化群的伊辛模型的计算。

量子计算机比经典计算机更强大:换句话说,量子力学很难模拟。多年来,认为宇宙中所有计算机计算同样(修改Church-Turing论文)是计算机科学的核心原则之一。这意味着任何computatable宇宙中是可计算的速度(大约)相同的在你的苹果笔记本电脑。量子计算了这种模式的原因,你会深深理解通过编写一个量子计算机模拟器以及试图模拟量子力学!

项目

(所有项目将在11:55上市日期。)
(项目叙述实际上被认为是草稿,直到我们分配项目)

本课程的设置主要是为了帮助你获得通过的项目。物理,你会使用广泛,因此我们将介绍一个非常狭窄的路径(尽管重要)。我的heurestic会告诉你事情

将会有信息,不会覆盖在演讲但可能是必要的成功项目。根据物理和计算的背景,你可能需要填写这些信息差距(当然,与我们的指导)。当你提前在你的职业生涯在学术界或行业,这将变得更加普遍。学习如何正确信息赤字是一个重要的技能。使用书和链接我们提到。

方法我建议:开始取得进展,卡住,学习克服你的问题,你需要知道什么继续下去。

项目0:起床并运行——细胞自动机和咖啡混合

由于:周二9/5(佔成绩的5%)

0。开始
1。元胞自动机

项目1:量子计算

量子力学允许你计算一些指数高于经典物理学。

由于:周日9月24日(佔成绩的20%)

建立一个量子计算机模拟器和模拟肖因子21的算法。

量子计算在计算可能是最重要的革命在过去五十年....

如果你看过量子力学,太棒了!如果不是,在我(略偏置)的观点,这是在学习量子力学的最好方法。

1。通用量子计算机
2。量子傅里叶变换
3所示。肖的算法(经典)
4所示。肖的算法二世

项目2:统计力学、普遍性和重整化群

世界是可以理解的,即使我们不知道的基本规则。

由于:10月21日周日(佔成绩的15%)
(注意:有三个中间的最后期限。你的项目的最后得分是你总分乘以处罚失踪的最后期限。0.94这个pentalty misisng一个最后期限,0.88失踪两个截止日期。)

10月7日:你必须和生产运行的伊辛模型代码正确磁化一个温度
10月15日:你一定概率分布的图表里,并行工作,RG临界指数计算。

使用蒙特卡罗模拟伊辛模型和重整化群

统计力学是研究如何从微观到宏观的现象。重正化群物理学是最深的想法

1。伊辛模型
2。重正化群
3所示。模拟退火
4所示。平行回火

项目3:思考

事情想
(注意:有三个中间的最后期限。你的项目的最后得分是你总分乘以处罚失踪的最后期限。0.94这个pentalty misisng一个最后期限,0.88失踪两个截止日期。)
由于:11/12(佔成绩的15%)

后2周:你必须有1或2页

1。Hopfield网络(佔成绩的50%)
2。限制Botlzmann机器(佔成绩的25%)
3所示。前馈神经网络(佔成绩的25%)

事情想

神经网络:建立一个最小模型的内存;了解机器学习。

项目4:凝聚态

从简单的法律,特殊材料

由于:(天的决赛)(佔成绩的15%)

计算拓扑绝缘体和超导体的性质

1。紧束缚模型
2。陈省身绝缘体

常见问题

我将在这门课中学到什么?

同时本课程是三件事:

大部分的例子在本课程的重点在于从大量复杂的行为的出现简单的事情简单的规则。

什么是这门课的难度:本课程是设计成容易处理的,但具有挑战性。把它在你的头脑中在同一水平的困难和其他上层像量子统计力学和物理课程。你会花大量的时间类的工作任务。

这门课我需要准备什么?主要的需求是一个愿意努力工作和一些编程经验(你会得到更好的在整个课程)。大多数物理你需要知道将根据需要。如果你不知道很多量子力学,没有比模拟量子计算机更好的学习方法。如果你不知道统计力学,您将了解从伊辛模型模拟。

这门课程是为谁设置的?那些有兴趣学习一些最酷的物理我知道通过计算透镜;那些想要提高他们的计算能力;那些掌握计算物理学的艺术很感兴趣。我认为这是一个很好的课程去研究生院对那些感兴趣和对那些进入行业。

本课程是什么?编程过程,数值方法,软件工程课程等。说你会擅长编程和学习大量的工具和技术(git,并行编程、机器学习等)。

分级和提交

这个类是十分典型的评分。有7个项目,每一个长约两周。项目零价值5 \ %你的年级,美元项目1 \ % $ 20美元,和所有其他\ % $ 15美元。

每个项目有多个分级检查点,必须完成。你收到全部或零信用检查点。收到完整的信用检查点,你必须说服我们中的一个(我,以利,Garrett),你的工作是正确的。重要的是你能够确定在您自己的代码是否产生正确的结果,并能够提供令人信服的证据,你有正确的答案。因此,你应该告诉我们为什么你的代码是正确的,说明你知道(也许你已经做了一些测试或验证它在某种程度上)。课程笔记,检查站将使用一个百分比。完成所有的检查站包括检查点意味着你获得这一比例级的项目。

除了我们检查你的代码,你必须提交你的代码物理上传网站与每个检查点git。见下文要求提交的细节。这个提交的目的是确保你遵循规则(表示你与谁,从在线标记代码,等等),以及让我们看看更多的细节在你的代码中,等等。

注意:在最后期限,你应提交代码物理上传网站,即使它没有被一个人检查。这将被视为提交时间,然后你可以检查在下周一(如果它是正确的)在分级办公时间(每个星期一截止日期后,将会有一个分级的办公时间,这样你就可以把事情检查)。

评分并不是线性的。通过40 \ %的美元为一个项目并不意味着你已经通过了40%的项目的材料。分级的目的是在项目的早期给你更多的点。

没有提交。

我们不会发布解决方案。

如何提交

你应该提交

  1. 做一个“git commit - a - m”这个消息应该是文本检查点(包括百分比)”(如果你混乱的东西,需要再次提交附加v2和v3或任何的消息)

  2. 收集所有提交的文件

    git - o存档文件名。拉链头

  3. 上传它

协作和资源使用政策