안녕하세요 김두환 전문가입니다.
전기·전자
Q. 양자컴퓨터가 세상을 바꿀만한 엄청난 기술인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.양자컴퓨터는 굉장한 속도의 연산처리능력을 가지고 있습니다. 그래서 혁신적인 변화를 가져다 줄 수 있죠. 물론 아직 개발이 되고있는 상황이며 상용화 되려면 훨씬 더 오랜 시간이 필요합니다.양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있습니다. 양자 컴퓨터는 양자 중첩의 원리를 기반으로 큐빗(qubit) 체계를 사용합니다. 기존 컴퓨터는 bit 이진법 체계를 사용하죠. 기존 비트 체계로 2자리를 표현하는 방법은 00, 01, 10, 11 로 0, 1, 2, 3을 표현할 수 있습니다. 하지만 큐빗은 2자리를 동시에 중첩으로 표현하기 때문에 a l00>+b l01>+c l10>+d l11> 한번에 표현합니다. a, b, c, d는 lal^2+lbl^2+lcl^2+ldl^2=1이라는 관계가 있습니다. 또한 자릿수가 높아지면 높아질수록 비트체계보다 큐빗의 체계가 더욱 빠른 연산이 가능하죠. 왜냐하면 비트 체계가 각각을 하나하나 표현하여 연산할 때, 큐빗 체계는 한번에 연산하기 때문이죠. 그래서 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있는것입니다.이러한 특징 때문에 양자컴퓨터의 장점은 암호해독에 아주 능하다는 특징이 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주의 별들을 관측사는 관측소는 무슨일을 하는건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.천체관측소에서는 천체의 운동, 외부 은하계 탐지, 혜성의 관측, 우주의 전파 탐지 등 우주에서 발생하는 현상들을 관측하고 연구합니다. 주변에 천문대가 있다면 운영시간에 가서 표를 구매해 입장할 수 있습니다. 물론 사전에 연락해보고 별을 관측하기 좋은 날을 권유받을 수 있기 때문에 연락해보시는 것을 추천드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 N극과 S극이 주기적으로 바뀐다던데, 어떤 이유와 원리인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.만약 지구 자기장이 바뀐다면, 극적으로 바뀌지는 않습니다. 서서히 바뀔 것입니다.자석의 자기력(자기장)을 만드는 것은 크게 2개가 있습니다.첫번째로 전자, 원자핵의 스핀에 의해 자기력이 발생될 수 있으며, 두번째로 전류의 흐름에 의해 자기력이 만들어질 수 있습니다. 지구 내부 핵이나 맨틀의 용융 상태가 자기장을 만들 수 있으며, 스핀의 정렬과 전하를 띤 물질이 회전하며 전류를 형성해 자기장을 만들 수 있죠. 이러한 흐름은 어떤 이유도 없이 갑자기 뒤바뀌거나 하지 않습니다. 서서히 변하기 마련이죠. 그래서 지구의 극이 바뀔 때에는 천천히 오랜 시간에 거쳐 뒤집힐 수 있습니다.
물리
Q. 물리) 수압은 사람이 최대 수심 몇m까지 갔을 때 서서히 느끼기 시작하나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.수압은 물에 들어가자마자 느낄 수 있습니다. 옷이 몸을 누르는 것을 느낄 수 있으며, 조금의 답답함을 느낄 수 있죠. 참고로 물의 수압은 10m 깊이마다 1기압씩 올라간다고 생각하시면 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주는 지금도 계속 팽창하나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우주는 과거부터 현재까지 지속적으로 팽창하고 있습니다. 또한 현재 관측 가능한 우주의 크기는 지구 중심으로부터 관측 가능한 우주까지의 거리가 465억 광년(빛의 속도로 465억년 이동해야 갈 수 있는 거리)이라고 합니다. 이는 관측 가능한 선 내에서 우주의 크기를 추정한 것으로 실제로는 더 클 수 있습니다.우주가 팽창한다는 근거는 밤하늘의 별이 가득차 있지 않다는 것을 보면 알 수 있으며, 관측 가능한 별 및 천체의 거리가 점점 멀어지고 있다는 것을 통해알 수 있습니다.행성, 별에서 나온 빛에 대해 적색편이 도플러 효과가(파장이 길어지는) 일어나고 있죠. 이는 행성, 별, 천체가 지구로부터 점점 멀어지고 있다는 뜻이며, 우주가 팽창한다는 증거가 될 수 있습니다.또한, 하늘에 별은 무수히 많은데 밤하늘에 별이 가득 차지 않은 이유역시 도플러 효과 때문입니다. 별에서 나온 빛이 점점 더 빠른 속력으로 후퇴하기 때문에 적색편이가 일어나게 됩니다. 그래서 가시광선의 빛이 적외선 영역대를 넘어가게 되면서 우리의 육안으로 볼 수 없는 것이죠.