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리처드 파인만의 양자 전기역학(QED) 연구는 현대 물리학에서 어떤 의미를 가지나요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.리처드 파인만의 양자 전기역학 연구는 현대물리학에서 전자기력과 양자역학을 통합하여 전자와 광자의 상호작용을 정밀하게 설명하는 데 기여했습니다 특히, 그는 복잡한 입자 상호작용을 쉽게 분석할 수 있도록 파인만 다이어그램을 도입하였는데 이는 입자간의상호작용을 시각적으로 표현하는 강력한 도구가 되었습니다 파인만 다이어그램은 입자 물리학에서 필수적인 개념으로 자리잡아, 입자 충돌과정이나 상호작용을 직관적으로 이해하고 계산하는데 활용됩니다 입자 가속기 실험에서 충돌결과를 분석하고새로운 입자의 존재를 예측하는 데 중요한 역할을 하니다 양자컴퓨팅에서도 파인만의 연구는 중요한의미를 가집니다 양자회로에서 일어나는 상태변화나 양자 얽힘의 해석에는 QED의 원리가 적용되며 특히 양자 게이트의 동작을 분석하는데 파인만 다이어그램과 유사한 개념이 활용됩니다
학문 / 전기·전자
25.02.01
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교류는 주파수에 따라 sine 파 라고 배웠는데, 고조파는 같은 주파수의 교류인데 어떻게 주파수가 변해서 고조파가 되나요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.교류는 일반적으로 사인파 형태를 가지며 특정 주파수를 기준으로 일정한 주기로 반복됩니다 그러나 전력시스템이나 전자 장치에서 비선형 부하를 사용하면 원래의 순수한 사인파가 왜곡되면서 새로운 주파수 성분이추가됩니다 이렇게 발생하는 고조파는 기본 주파수의정배수의 주파수를 갖는 파형입니다 예를들어서 기존 주파수가 60Hz라면 2차 고조파는 120Hz, 3차 고조파는 180Hz, 4차 고조파는 240Hz가 됩니다 이러한 고조파는 전력시스템에서 발생하는 비선형적인 전류와 전압 특성 때문에 생깁니다 즉, 부하가 전류를 일정하게 소비하지 않고 특정하 ㄴ구간에서만 집중적으로 전류를 흘리게 되면 원래의 사인파 형태가 깨지고 여러 주파수 성분이 포함된 복잡한 파형이 형성됩니다
학문 / 전기·전자
25.02.01
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양자컴퓨팅은 왜 기억을 갖고 오는능력은 떨어지나요
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.양자 컴퓨팅은 특정 유형의 계산에서 기존 컴퓨터보다 월등한 성능을 보이지만 데이터를 저장하고 불러오는 능력은 상대적으로 떨어집니다 이는 양자컴퓨터의 작동원리와 큐비트의 특성 때문입니다 기존 컴퓨터에서는 데이터를 RAM이나 하드디시크에 저장하고 필요할 때 다시 불러올 수 있습니다 이는 비트라는 고정된 상태를 유지하는 데이터 구조 덕분에 가능하며 데이터가 안정적으로 보존됩니다 그러나 양자컴퓨터에서 사용하는 큐비트는 중첩과얽힘이라는 양자역학적 특성을 갖고있어서 특정상태를 유지하기가 어렵습니다 큐비트는 외부환경과의 상호작용에 매우 민감하여 작은외부 간섭에도 상태가 쉽게 무너지고 데코현상이 발생할 수 있습니다 즉, 한 번 계산이 끝난 후에도 정보를 저장하거나 다시 불러오는 과정에서 데이터가 손실될 가능성이 큽니다 또한 양자정보를 측정하는 순간 중첩상태가 붕괴되어 하나의 확정된 값으로 바뀌기 때문에 , 기존 컴퓨터처럼 메모리에 데이터를 저장하고 필요할 때 그대로 다시 사용할 수 있는 구조가 아닙니다
학문 / 전기·전자
25.02.01
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양자컴퓨터는 왜 무어의 법칙이 적용하기가 힘드나요
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.무어의 법칙은 반도체 칩의 집적도가 일정한 주기로 두배씩 증가하며 이에 따라 컴퓨터 성능도 기하급수적으로 향상된다는 법칙입니다 이는 기존의 고전적 컴퓨터가 트랜지스터의 크기를 줄이고 집적도를 높이는 방식으로 성능을 개선할 수 있기 때문에 성립할 수 있었습니다 그러나 양자컴퓨터는 기존 반도체 기반 컴퓨터와 전혀다른 원리로 작동하기 때문에 무어의 법칙을 그대로 적용하기 어렵습니다 우선 , 양자컴퓨터의 성능은 단순히 큐비트의 수가 많아진다고해서 비례적으로 향상되지 않습니다 큐비트는 양자 얽힘과 중첩을 활용해야하는데 시스템이 커질수록 이를 안정적으로 유지하는 것이 매우 어렵습니다 큐비트 간의 간섭 현상과 오류율이증가하면 오히려 계산 성능이 저하될 수 있습니다 따라서 단순히 큐비트 수를 늘리는 것만으로는 무어의 법칙처럼 일정한 속도로 성능을 개선하기 어렵습니다
학문 / 전기·전자
25.02.01
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배터리가 터지거나 불이나면 어떻게 조치해야하나요??
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.배터리가 터지거나 불이 났을 경우 신속하고 적절한 조치가 중요합니다 먼저,배터리에서 연기가 나거나 타는 냄새가 감지되면 즉시 주변 사람들을 대피시키고 가능한 한 빠르게 전원을 차단해야합니다 배터리를 손으로 만지지 말고 주변의 가연성물질을 멀리하여 화재가 확산되지 않도록 합니다 불이난 경우, 일반적인 물을 사용하며 위험할 수 있으므로 가급적 배터리 화재에 적합한 소화기를 사용해야합니다리튬이온 배터린ㄴ 자체적으로 산소를 공급하며 타기 때문에 화재를 완전히 진압하려면 불이난 배터리를 불연성물질로 덮거나 발열용 메탈 컨테이너에 격리하는것이 효과적입니다
학문 / 전기·전자
25.02.01
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양자컴퓨터는 왜 성능이 뛰어난가요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.양자컴퓨터는 기존의 컴퓨터와는 전혀 다른 원리로 작동하기 때문에 성능이 압도적으로 뛰어납니다 기존 컴퓨터는 정보를 0과1로 이루어진 비트 단위로 처리하지만 양자컴퓨터는 큐비트라는 단위를 사용합니다 큐비트는 양자의 중첩과 얽힘이라는 특성을 활용할 수 있어서 동시에 여러가지 상태를 가질 수 있습ㄴ디ㅏ 중첩원리는 큐비트가 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있게 해줍니다 즉, 기존 컴퓨터가 하나의 계산을 순차적으로 처리해야한다면 양자컴퓨터는 한 번에 여러 계산을 병렬로 수행할 수 있는 것입니다 이런 특성 덕분에 특정 문제에서는 계산 속도가 기하급수적으로 증가합ㄴ디ㅏ 또한 얽힘 현상은 두 개 이상의 큐비트가 서로 강하게 연결되어 하나의 큐비트 상태를 변경하면 다른 큐비트도 즉시 영향을 받는 특성을 의미합니다 이를 통해서 병렬 연산을 더욱 효율적으로수행할 수 있으며 계산의 복잡성을 크게 줄일 수 있습니다
학문 / 전기·전자
25.02.01
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스마트폰을 자주 충전한다면 안 좋나요??
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.스마트폰의 배터리는 리튬이온 배터리가 대부분입니다 리튬이온 배터리는충전과 방전을 반복할 때 성능이 점차적으로감소하는 특징이있습니다 특히 배터리의 충전상태가 100퍼센트에 가까워지면 배터리에 부담이될 수 있는데 이때문에 자주 100퍼센트까지 충전하거나 완전히 방전되는 것을 반복하는 것이 배터리 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다 그리고 스마트폰을 충전하면서 발생하는 열은 배터리 성능에 영향을 미칠 수 있습니다 자주 충전할 때, 특히 고속충전기능을 사용할 경우 발열이 증가할 수 있습니다 지속적인 고온 상태는 배터리 내부 화학반응에 부담을 주어서 수명을 단축시킬 수 있어요
학문 / 전기·전자
25.01.31
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스마트폰 무선 충전을 할때 열이 많이나는이유?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.무선충전은 저자기유도를 사용하기 때문에 전기를 직접 연결하는 유선 충전보다효율이 떨어질 수 있습니다 전자기 에너지가 코일간에 전달되는 과정에서 일부에너지가 손실되고 이 손실된 에너지가 열로 변환됩니다 이 때문에 스마트폰이나 충전기에서 열이 발생하게 됩니다 그리고 무선충전은 일반적으로 유선충전보다 효율성이 낮습니다 충전 패드와 스마트폰 간의 거리나 위치, 정렬 상태에 따라 효율이 달라지고 효율이 낮으면 그만큼 더 많은 에너지가 열로 방출됩니다
학문 / 전기·전자
25.01.31
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어두운 곳에서 번쩍하는 정전기는 감전이 안되나요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.어두운곳에서 번쩍이는 정전기는 사시 ㄹ우리가 흔히 말하는 감전과는다릅니다정전기와 감전은 원리가 조금 다르기 때문에 정전기는 전기가 갑작스럽게 방전되면서 발생하는 현상입니다 이 방전은 대개 낮은 전압과 짧은 시간동안 발생하고 그로인해서 우리가 느끼는 것은 번쩍이는 불꽃과 찌릿한 느낌일 뿐입니다 반면, 감전은 일반적으로 전기가 사람의 몸을 통과하면서 지속적으로 흐를 때 발생하는 현상으로, 더 큰 위험을 초래할 수 있습니다 어두운 곳에서 번쩍이는 정전기의 경우, 그 자체로는 사람에게 큰 위험을 주지않습니다 정전기는 대개 몸의 표면에 축적도니 전기가 갑자기 방전되는 현상으로, 방전이 일어날 순간에는 우리가 전기를 통해 큰 흐름이 발생하지 않기 때문에 몸에 심각한 피해를 주지않습니다
학문 / 전기·전자
25.01.31
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무선 통신에서 주파수 대역의 중요성은 무엇인가요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.주파수 대역에 따라서 전파의특성이 달라집니다 저주파수 대역은 더 긴 파장을 가지므로 장애물을 잘 통과하고 긴거리에서도 신호가 잘 전달됩니다 반면 고주파수 대역은 더 짧은 파장을 가지며 장애물에 취약하지만 더 빠른 데이터 전송속도와 높은대역폭을 제공할 수 있습니다 이러한 특성은 각 주파수 대역이 어떤 용도로 사용될지, 즉 광대역 인터넷,음성통화,데이터통신 등에서 어떻게 활용될지를 결장하게됩니다 따라서 주파수 대역의 선택은 무선통신시스템의성능 ,효율성 등을 결정짓는중요한요소입니다
학문 / 전기·전자
25.01.31
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