• 전자통신동향분석
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• 제39권5호
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• pp.40-48
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• 2024

Quantum computers can likely perform computations that are unattainable by classical computers, and they represent the next generation of computing technologies. Due to high costs and complex maintenance, direct ownership of quantum computers by individuals users is challenging. Future utilization is predicted to involve quantum computing servers performing delegated computations for clients lacking quantum capabilities, similar to the current utilization of supercomputing. This delegation model allows several users to benefit from quantum computing without requiring ownership, thereby providing innovation potential in various fields. Ensuring data privacy and computational integrity in this model is critical for ensuring the reliability of quantum cloud computing services. However, these requirements are difficult to achieve because classical security techniques cannot be directly applied to quantum computing. We review research on security protocols for the delegation of quantum computing with focus on data privacy and integrity verification. Our analysis covers the background of quantum computing, privacy-preserving quantum computational models, and recent research trends. Finally, we discuss challenges and future directions for secure quantum delegated computations, highlighting their importance for the commercialization and widespread adoption of quantum computing.

• 전자통신동향분석
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• 제21권5호통권101호
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• pp.119-128
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• 2006

밴드구조 엔지니어링과 분자선 에피택셜 성장법에 의해 실현된 양자종속레이저는 유럽, 미국을 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있으며, 눈부신 발전을 거듭해왔다. 최근, 중적외선 영역에서의 실온 연속 레이저 발진과 테라헤르츠 영역에서 파장이 약 $100\mum$를 넘는 레이저 발진이 실현되어 큰 주목을 끌고 있다. 본 고에서는 발광층 디자인을 중심으로 양자종속레이저의 원리 및 성능에 대하여 소개한 후, 이 분야에 있어서 지금까지 이루어진 기술적인 약진에 대하여 기술한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.427-430
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• 2024

본 논문에서는 그리드 컴퓨팅에서의 안전한 통신을 위한 양자내성암호 기반 사용자 인증 및 키 교환 프로토콜을 구현하고 성능을 측정한다. 디지털 서명을 통해 사용자를 검증하고 암호키를 교환하여 신뢰할 수 있는 사용자들만이 그리드 컴퓨팅에 참여할 수 있도록 한다. 사용자 인증과 키 교환 과정에 NIST 선정 표준양자내성암호인 ML-DSA와 ML-KEM을 적용하여 양자컴퓨터를 이용한 공격에도 안전할 것으로 기대된다. 본 논문에서는 양자내성암호를 적용한 프로토콜이 기존의 현대암호 기반 전자서명이나 키 교환 과정에 비해 양자내성과 동시에 준수한 사용성을 지녔음을 보인다. 이를 통해 그리드 컴퓨팅의 시스템의 P2P 특성에서 기인하는 보안 문제를 해결하고, 기존에 주로 내부망이나 실시간 스트리밍 서비스에서 활용되던 그리드 컴퓨팅의 인터넷 환경으로의 확장 가능성을 제시한다.

• 정보보호학회지
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• 제32권4호
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• pp.99-107
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• 2022

본 논문에서는 표준화 기구에서 개발되었거나 아직 개발 중인, 양자 컴퓨팅에 의한 공격에 대해 안전한 양자 내성 보안체계로의 전환을 위해 양자 키 분배 (Quantum Key Distribution - QKD) 기술을 암호키 교환에 활용하는 다양한 하이브리드 접근 방식 들을 살펴보았다. 이러한 방법들은 두 가지 이상의 서로 다른 키 교환 방법을 결합하는 '키 교환을 위한 하이브리드 접근 방식'들을 의미한다. 양자 키 분배(QKD) 네트워크에서 생성하는 대칭 키를 활용하여 다른 방식으로 생성된 암호키와의 다양한 방식의 결합을 통한 하이브리드 접근 방식의 호환성에 대해서 살펴보았고, 아울러 다양한 네트워크 계층의 보안 통신 프로토콜과 함께 QKD를 함께 사용할 수 있도록 하는 표준들을 함께 분석하였으며, 이러한 표준들에서 추가적으로 개발이 필요한 영역들을 함께 살펴보았다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.611-613
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• 2021

최근, 고전컴퓨터(Classic Computer)의 한계를 뛰어넘는 양자컴퓨터(Quantum Computer)에 대한 연구개발이 다양한 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 고전컴퓨터의 전기적인 신호처리와는 다르게 양자역학적인 원리를 사용한 양자컴퓨터는 양자 중첩(Quantum Superposition), 양자 얽힘(Quantum Entanglement)과 같은 다양한 양자역학의 현상/특성을 활용하여 연산을 수행하기 때문에 고전컴퓨터의 연산에 비해 아주 복잡한 연산과정을 거치게 된다. 또한, 큐비트의 종류, 배치, 연결성 등 실제 양자컴퓨터를 구동시키기 위해 구성되는 많은 요소들에 의한 각각의 영향이 양자컴퓨터의 연산 결과와 연산 과정에서 많은 영향을 끼치기 때문에 각각의 요소를 효율적이고 정확하게 활용하기 위해 실제 양자컴퓨터의 구동 이전에 데이터를 시각화하여 오류검증/최적화/신뢰성검증을 할 필요가 있다. 하지만 양자컴퓨터 내부에 구성된 다양한 요소들의 데이터를 전부 시각화 할 경우 직관적으로 원하는 데이터를 파악하는 것이 어렵기 때문에 선별적으로 데이터를 시각화 할 필요가 있다. 본 논문에서는 양자컴퓨터를 구성하는 다양한 요소들의 데이터를 시각화 하여 직관적으로 데이터를 관측하고 활용할 수 있도록 복잡하게 구성되는 양자컴퓨터 내부 회로 구성요소들을 계층적으로 시각화 하는 방법을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권6B호
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• pp.610-615
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• 2002

이 논문에서는 변조된 신호 공간에서 신호 벡터에 적당한 부호를 부여하는 벡터 양자화기를 쓰는 레일리 감쇄채널을 위한 통신 시스템을 다루었다. 변조된 신호공간을 효율적으로 분할함으로써, 변조 신호 파형의 왜곡이 최소화되도록 벡터 양자화 부호화 시스템을 최적화하였다. 모의실험을 통해 최적화된 직교 진폭 변조기가 전체 통신시스템의 성능을 더 좋게함을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.453-458
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• 2006

본 논문에서는 복원이 가능한 웨이블릿 변환을 사용한 통합된 손실 압축 방법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 압축효율을 높이기 위하여 전처리로 양자화를 한 후 웨이블릿 필터를 적용하여 대역분할을 한다. 그 후 허프만 부호화법을 이 용하여 웨이블릿 계수를 다시 양자화 한다. 본 방법에 의해 재구성된 영상들은 JPEG 및 선 양자화 없이 원 영상의 웨이블릿 계수들을 부호화하는 방법에 비해 높은 PSNR을 보였다. 선 양자화 과정을 사용함으로서 최대 에러를 조절 할 수 있었다. 본 방법은 대규모 영상압축에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권8B호
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• pp.1129-1140
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• 2001

본 논문에서는 블록기반 동영상 부호화에서 나타나는 양자화 잡음을 그 특성에 맞게 모델링을 하고, 이를 기반으로 웨이블렛 변환(wavelet transform)을 이용하여 양자화 잡음을 제거하는 후처리 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 양자화 잡음을 특정 프로화일(profile)로 표현되는 블록화 잡음과 비에지 화소(non-edge pixel)에서 백색 가우시안 특성을 가지는 나머지 잡음의 합으로 모델링 한다. 이러한 양자화 잡음의 모델을 기반으로 정칙화 미분(regularized differentiation)을 표현하는 Mallat의 1차원 웨이브렛 변환을 이용하여 영상복원 관점에서 각각의 잡음을 제거한다. 먼저, 웨이브렛 영역의 블록경계에서 임펄스로 나타나는 블록화 잡음 성분들의 크기를 추정하여 줄임으로 해서 블록화 잡음을 제거한다. 이때 임펄스 크기의 추정은 메디안 필터와 양자화 파라미터(quantization parameter), 그리고 국부 활동도(local activity)를 이용하여 이루어진다. 그리고 나머지 잡음은 비에지 화소에서 연역치화(soft-thresholding)을 수행함으로써 제거한다. 이러한 후처리 방법의 구현은 실시간 응용을 위해 웨이브렛 필터를 이용하여 근사적으로 공간 영역에서 이루어진다. 실험 결과, 제안된 방법이 다양한 영상과 압축률에 대해 MPEG-4 VM(verification model) 후처리 필터(post-filter)보다 PSNR 성능뿐만 아니라 주관적 화질면에서도 우수함을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권6호
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• pp.540-549
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• 2013

본 논문에서는 멀티 레벨 셀 낸드 플래시 메모리에서 연판정 에러 정정을 위한 적응적 비균일 양자화기를 제안한다. 기존의 최대 상호 정보(maximum mutual information) 양자화기는 최적의 연판정 에러 정정 성능을 보이지만, 소모적인 탐색(exhaustive search)으로 인하여 많은 계산량을 요구한다. 본 논문에서 제안된 양자화기는 최대 여섯 개의 파라미터로 표현되는 간단한 구조를 갖고 있어 연산량이 적다. 또한 제안된 양자화기는 쓰기 심볼과 읽기 심볼 사이의 상호 정보를 최대화하는 방향으로 파라미터 값의 최적화시키므로, 최대 상호 정보 양자화기에 근접하는 우수한 연판정 에러 정정 성능을 보인다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.454-456
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• 2017

다양한 양자모델(Quantum model)을 적용한 터널 전계 효과 트랜지스터(tunnel field effect transistor; TFET)의 전류 및 커패시턴스(Capacitance)-전압 특성을 조사하였다. 사용된 양자 모델은 density gradient, Bohm Quantum Potential(BQP), Vandort quantum correction 모델을 슈뢰딩거-푸아송 모델과 calibration하여 사용하였다. BQP, Vandort, density gradient 모두 구동전류는 감소하였다. BQP를 단독으로 사용한 경우에 SS(subthreshold swing)와 on-set 전압($V_{onset}$)은 일정하지만 구동전류에서만 약 3배 전류가 감소하였으며, BQP와 Vandort 사용한 경우와 density gradient를 사용한 경우에 모두 $V_{onset}$이 약 0.07 eV 이동하였으며, SS가 40 mV/dec 이상으로 증가하였다.