مکانیک کوانتومی و روش‌های آن در شبیه سازی مواد (MIT+PURDUE)

شرح دوره

مکانیک کوانتومی و روش‌های آن در شبیه‌سازی مواد همان‌طور که از نام این دوره بر می‌آید، ابتدا تمامی تئوری‌های موجود در مکانیک کوانتومی که به شبیه‌سازی مواد مربوط می‌شود، به صورت تمام و کمال تدریس می‌شوند و سپس شروع به کدنویسی در محیط‌های مشهوری که در ذیل با آن‌ها آشنا می‌شوید، خواهیم کرد. این دوره آموزشی دوره اصلی ما برای یادگیری عمیق و دقیق مفاهیم مکانیک کوانتومی و اصول شبیه‌سازی است که پیشنهاد می‌شود برای فهم تمامی تئوری‌ها این دوره را بگذرانید.
محیط‌های شبیه‌سازی اتمی بستری مناسب برای تعامل بیشتر با کدهای محاسباتی فراهم آورده تا بتوانید تحلیلی بیش از آن‌چه همیشه روی خروجی داشتید، انجام دهید. به کمک این محیطهای شبیه سازی قادرید بیشتر ذهن‌تان را معطوف پیاده‌سازی الگوریتم‌های محاسباتی و خود فیزیک مساله مورد تحلیل، کنید. برای مثال همگرایی پارامترهای محاسباتی که کاری خسته کننده و وقت‌گیر است با این محیط های شبیه سازی، در کسری از ثانیه و فقط با نوشتن یک حلقه‌ For امکان پذیر است. می‌توانید ساختارهای هندسی مورد نظرتان را براحتی ایجاد کنید. دوتا از نمونه‌های این محیطهای شبیه‌سازی AiiDa و ASE هستند که می‌توانید به کمک آن‌ها، عملیات بسیار پیچیده را بدون هیچ دردسری انجام دهید.

اما هدف این دوره فقط آشنایی با برنامه‌نویسی در چنین محیطهایی نیست. شما قادر خواهید بود برای کدهای محاسباتی مختلف تئوری‌های مختلف را پیاده کنید و خروجی‌هایی بمراتب قوی‌تر، خواناتر و قابل تحلیل‌تر ایجاد کنید. به‌علاوه با برخی از تئوری‌های فیزیک محاسباتی نیز آشنا خواهید شد تا مسائل را عمیق‌تر درک کنید.

مطمئنا یادگیری برنامه‌نویسی در زمینه‌ی فیزیک محاسباتی یک اهرم بالابرنده‌ی برای شما خواهد بود. شما در این دوره بهتر است با زبان برنامه‌نویسی پایتون آشنایی داشته باشید. چون مبنای بخش عملی کدنویسی است. اما برای یادگیری بخش تئوری به هیچ پیش زمینه‌ای غیر از آشنایی با ریاضیات عمومی و اندکی هم معادلات دیفرانسیل نیاز ندارید، آشنایی با این دو  یادگیری را برای‌تان ساده‌تر می‌کند.