糾纏光子與光子量子計算 - 工程科學系二年級 吳茂濂
課程名稱►糾纏光子與光子量子計算 授課教師►工程科學系 李哲明老師
心得分享者►工程科學系三年級 吳茂濂
我這次上的成大模組化課程「糾纏光子與光子量子計算」，修課時我正值大一升大二的暑假。我當時只是對於量子感興趣，因此看到成大模組化課程有相關的課就報名了。然而在我選完課後就開始懷疑自己能否適應這堂課的難度，但現在我上完這堂課，可以拍胸脯保證就算是零基礎也可以完整的修完整堂課，主要原因就是授課老師李哲明教授。他雖然是用投影片教學，但投影片的內容很明確地標示出重點，並搭配很多的示意圖。此外李教授講課清晰，也能夠讓學生有完整的體驗。最後，在整個課程結束後，我留下來請教教授關於未來想走量子領域的規劃，像選課的問題和做專題等，教授也都很有耐心引導我，這也是我修這門課其中一個很大的收穫。其次，可以修完這門課第二個原因就是課程的內容注重於光子在計算上的應用，因此理論的部分並不會太深。就算不熟悉量子領域的同學也能夠跟上老師的腳步，但又同時可以理解應用背後的理論，學起來不會很空虛。第三個原因，我覺得就要歸功於成大模組化課程這個制度。
首先我覺得運用暑假充實自己本來就是一件再好不過的事，學校能夠提供我們這種資源大家更應該多加利用。這種短期但密集的上課模式，很適合像這堂略超出能力範圍的課程。因為在一個禮拜內必需全神貫注，且課後馬上做作業印象比較深刻，因此衍生出更大的動力上網查相關的資料來幫助自己理解或作為課程的補充。例如，我這次在課程中聽到量子穿隧效應，因為和課程的相關度不高，教授選擇帶過。但由於自己之前在其他量子相關的講座聽過類似的名詞，因此就上網一探究竟。我覺得若這門課和其他課一樣是開在學期間然後是一個禮拜兩個小時，我可能會因為還有其他的事分心就不會去做深入探討。我覺得這就是成大模組化課程最大的優勢，因為那個禮拜你的所有精力就是放在這個課程上，對於課程內容的很多想法和疑問，才能夠有足夠時間去做更廣更深的了解及討論。
接下來我來介紹一下這次上課的內容與情形。因為我本身就是工科的學生，所以知道系上的李哲明教授。當知道李教授有開模組化課程，我第一時間就來搶這堂課，上完課後也果真收穫滿滿。課程內容一開始介紹量子的歷史，並從中帶出光子在量子領域中的研究地位。接著課程聚焦在光子身上，先從電磁學的馬克斯威爾方程式到光的波粒二象性，再延伸至對於光量子研究的重要概念—偏振。對於偏振的部分我蠻有印象的就是教授讓我們看他們的實驗裝置和操作畫面來做解說。我第一次看到量子裝置真的是非常大的驚喜，畢竟打從一開始接觸量子都是從書上、理論上去認識。接下來就是運用偏振來製造疊加態，也就是糾纏態，這應該就是這堂課的重點了。我覺得教授簡報的圖示跟動畫都做得很好，對於理解概念有很大的幫助。
最後就是將疊加態的概念再套回實驗的裝置，結合偏振等理論來說明如何製造出糾纏量子，再對裝置做一些變化就可以創造出組成計算機最基礎的單元，也就是邏輯閘。最後透過邏輯閘的串連就可以造就一台小小的量子計算機。當然，修課一定會在意成績。在這次一星期課程裡有三份作業和一次考試。以我的經驗來說，只要有去上課，那作業不算難，而且作業的解題技巧教授上課都會教。每一份作業只有兩題，因此負擔不會很重，不論要做課外的延伸或做其他事，作業都不會佔用太多的時間。由於教授隔天會檢討作業，作為前一天上課的複習，因此不用擔心之後會跟不上或一直有洞補不起來。在作業後面會附上一兩個題目，那就是最後一天考試會考的題目，所以在考試前可以先做準備。考試也是開書考，再加上難度跟作業差不多，因此對考試也不需要太過擔心。
最後我想說的是，非常感謝這次的成大模組化課程。不僅讓我在密集的課程上有效率的獲取許多量子方面的知識，對於未來的規劃也有了更明確的想法。
關鍵字 #成大模組化 #糾纏光子 #量子計算 #暑假充實 #李哲明
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