분류 전체보기 (12) 썸네일형 리스트형 [고체물리 003] 고체물리 연구의 시작 우선 "고체물리"라는 학문 속의 작은 나무보다는 숲을 먼저 한번 봅시다. 이를 위해서는 이 학문의 탄생 배경과 그 발전 과정을 이해해야 하는데요. 아래 내용을 한번 읽고 큰 그림을 먼저 그려봅시다. =============================================================================== 고체물리는 1900년대 이후 발전해온 대표적인 학문 중 하나입니다. 이러한 학문은 단순히 하나의 영역이 아닌, 당대의 다양한 학문과 기술들이 개발됨에 따라 같이 발전해왔는데요. 몇가지를 소개하자면, 19세기 - 정밀한 측량기술, 통계역학, 광학, 전자기학 20세기 - 양자역학, X선의 발견, 결정학 & 결정성장 기술, 반도체 공학, 분광학 ...등등이 있겠네요. 이에 .. [고체물리 002] Introduction 먼저 "고체물리"가 무엇이고 "왜 고체물리가 중요한지?"에 대해 한번 생각해봅시다. 1. 응집물질물리 응집물질물리(Condensed Matter Physics)란 우리 주변에서 관찰 가능한 고체, 액체 등의 아주 많은 수의 입자로 구성된 물질에서 관측 가능한 물리 현상을 설명하는 학문이라고 보시면 됩니다. 응집물질물리의 가장 큰 특성은 많은 입자들이 아주 가까이 모여서 서로 상호작용(주로 전자기적 작용)을 강하게 하구요. 이러한 상호작용 때문에 아주 신기한 현상들이 나타나게 됩니다. 예를 들면 유리는 투명한데 금속은 불투명하다던지 (광학적 성질), 금속은 전기를 잘 통하게 한다던지 (전기적 성질), 다이아몬드는 단단하지만 고무는 물렁물렁한 (기계적 성질) 것들이 바로 이런 현상이 되죠. 즉 입자들의 상호.. [고체물리 001] 카테고리 소개 본 카테고리에서는 양자 소재나 현대 반도체 기술의 기본이 되는 고체물리(Solid State Physics)에서 필요한 전반적인 지식을 다루어볼 예정입니다. 주로 이용할 서적은 현재 옥스포드 대학 교수로 계신 Steven Simon 교수님의 서적인 Solid State Basics를 이용할 예정이구요. 아래 참고문헌에 보시면 웹사이트에 무료 동영상강의도 있으니 참고하시면 좋을 것 같습니다. 자 그럼 함께 머나먼 여정을 시작해볼까요? [참고문헌] Steven H. Simon, The Oxford Solid State Basics, Oxford Press (2013) Steve Simon 교수님 웹사이트 (http://www-thphys.physics.ox.ac.uk/people/SteveSimon/) 옥스.. 양자 비트 (Quantum Bit, Qubit) - 1 양자컴퓨터는 과연 무엇으로 만들까요? 오늘은 양자컴퓨터에서 가장 중요한 구성 요소인 양자 비트 혹은 큐비트라고 불리는 장치에 대해서 알아봅시다. ============================================================================ 양자컴퓨터의 중앙처리장치(CPU) 격인 QPU에 대해서 지난시간에 알아보았습니다. 그리고 이 QPU를 구성하는 기본 단위를 양자 비트, 혹은 큐비트라고 했죠. 그렇다면 이러한 큐비트를 어떻게 만들까요? 우선 우리의 큐비트를 만들기 위한 재료부터 골라야 합니다. 지난 시간에 살짝 언급했지만, 다양한 재료로 큐비트를 만들 수 있습니다. 초전도체, 반도체, 자성체, 다이아몬드, 원자 혹은 이온 1개, 등등..... 이러한 구동 방식.. [초전도 양자컴퓨터] 초전도체 (Superconductor) - 2 지난 시간까지 초전도체의 기본적인 특성을 알아보았는데요. 그렇다면 이러한 초전도체로 어떻게 큐비트 장치를 만들까요? 반도체의 트랜지스터에는 이를 구성하는 기본 접합인 "pn 접합"이 있는 것 처럼, 초전도체에서도 "초전도 접합"이 존재합니다. 오늘은 초전도체 물질이 다른 물질들과 접하면 어떤 현상이 나타나는지 알아봅시다. ============================================================================ 우리가 잘 알고있는 실리콘 기반의 트랜지스터(Transistor) 반도체는 일반적으로 두 가지의 재료를 접합시켜 단위 소자를 만듭니다. 이 두 가지 주요 재료는 다음과 같습니다: (1) 붕소(B, Boron)와 같은 불순물을 도핑한 정공(Hole)이 .. [초전도 양자컴퓨터] 초전도체 (Superconductor) - 1 *** "양자기술" 카테고리가 추가되었습니다. 이 카테고리에서는 조금 더 전문적인 지식에 대해서 공유해보도록 하겠습니다. 관련 분야에 종사하거나, 혹은 관련 분야로 좀 더 깊은 연구를 해보고 싶으신 분들에게 추천드립니다. *** 현재 구글, IBM, Intel 등 이름만 들어도 모르는 사람이 없는 다국적 기업에서 개발중인 초전도 양자컴퓨터는 과연 어떻게 만들까요? 초전도 양자컴퓨터의 세계로 한 번 빠져봅시다. 오늘 다룰 내용은 초전도 양자컴퓨터의 기초인 "초전도체"에 대해서 간단히 소개하겠습니다. ============================================================================ 초전도 양자컴퓨터를 이해하기 위해서는 우선 초전도체(Superconduc.. 양자컴퓨터 (Quantum Computer) - 3 지난 시간까지는 양자컴퓨터의 응용에 대해서 알아보았는데요. 오늘은 양자컴퓨터를 구성하고 있는 요소에 대해서 알아보겠습니다. ============================================================================ 양자컴퓨터는 (1) 연산 장치, (2) 입출력 제어 장치, (3) 소프트웨어, 이렇게 크게 3가지로 구성됩니다. 물론 필요에 따라서는 초전도 양자컴퓨터에 사용되는 냉각 장치와 같은 (4) 보조장치를 필요로 하기도 합니다. 기존 컴퓨터로 따지자면, 연산장치는 컴퓨터의 CPU(Central Processing Unit) 혹은 GPU(Graphic Processing Unit)에 해당된다고 보시면 되구요. 입출력 제어 장치는 키보드, 마우스, 디스플레이.. 양자컴퓨터 (Quantum Computer) - 2 지난 시간에는 양자컴퓨터가 무엇인지, 또 어떤 장점과 한계점이 있는지 알아봤는데요. 만약 양자컴퓨터가 상용화 된다면 양자 컴퓨터로 무엇을 할 수 있을까요? 또 우리집 컴퓨터도 양자컴퓨터로 바꿔야할까요? 오늘은 양자컴퓨터가 개발되면 우리 생활에 어떠한 영향을 줄지 알아봅시다. ============================================================================ 현재 양자컴퓨터의 하드웨어 장치 개발과 동시에 알고리즘(소프트웨어) 및 응용 분야에 대한 연구가 전 세계적으로 많이 진행되고 있습니다. 아직까지 제안된 알고리즘 및 응용분야는 제한적이지만, 앞으로 많은 분야들에서 양자컴퓨터가 적용될 것 같습니다. 가장 대표적인 분야는 암호분야 입니다. 기존 컴퓨터의.. 이전 1 2 다음
