• 제목/요약/키워드: Quantum systems

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퀀텀정보통신기술의 산업적 응용가능성에 관한 연구 (A Study on the Industrial Applications of Quantum Information Processing and Communication)

  • 권문주;김창선;박성택;김태웅
    • 디지털융복합연구
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    • 제11권7호
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    • pp.173-184
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    • 2013
  • 퀀텀정보통신기술은 원자 정도의 매우 작은 소립자를 의미하는 퀀텀의 속성을 연구하는 퀀텀역학에 기반을 두고 연구개발이 진행되는 분야로서, 기존 컴퓨터의 역량을 뛰어넘는 엄청난 계산능력과 커뮤니케이션 파워를 보일 수 있다. 퀀텀정보기술은 기존 컴퓨터의 0과 1을 이용한 계산방식 대신 소위 0과 1 그리고 이 두 상태의 중첩상태를 이용한다. 기존에 생각조차 하기 힘들었던 퀀텀현상의 적극적 활용은 새로운 퀀텀기반 디바이스의 개발을 촉진시켰으며 이론적으로나마 퀀텀컴퓨터의 개발이 가능함으로 보여주고 있다. 이 분야의 새로운 발견은 초정밀 센서, 이미징 처리 디바이스, 새로운 컴퓨터 연산 패러다임의 개발로 이어져 기존에는 생각하기도 힘들었던 문제들을 효율적으로 해결해 나갈 수 있는 방법론은 제시하고 있다. 결과적으로 퀀텀정보통신분야는 특정 산업분야 전체를 파괴하고 새로운 산업을 창조할 수 있는 글로벌 경제구조의 변혁의 원천이 될 수 있다.

광대역 피코셀 응용을 위한 다중양자우물 광전흡수 변조기 (A Multiple Quantum Well Electro-absorption Modulator for Broadband Picocell Applications)

  • 송주빈
    • 한국항행학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.91-97
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    • 2004
  • 본 논문은 수직 구조와 고성능 특성을 가진 InGaAsP 다중양자우물(MQW; Multiple Quantum Well) 비대칭 페브리페롯 변조기(AFPM; Asymmetric Fabry-Perot Modulators)에 관한 연구결과로써 광대역 동작특성과 저가격이 요구되는 피코셀과 같은 차세대 광대역 무선통신 시스템에 응용 가능성을 제안하고자 한다. 이 AFPM은 <-2V 동작전압과 광섬유와 간단히 결합되어 결합손실이 3dB 내외인 장점과 -3dB 주파수응답 특성이 10GHz인 특성을 보이므로 광대역 및 다중 무선서비스가 요구되는 시스템에 적용 가능할 것으로 기대된다. 이를 위한 간단한 링크실험 결과 92dB/Hz의 SFDR(Spurious Free Dynamic Range)과 약 40dB의 IMD(Inter-Modulation Distortion)의 결과를 보였다.

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NTRU 서명 시스템 구현에 대한 오류 주입 공격 및 대응 방안 연구 (A Study on Attack against NTRU Signature Implementation and Its Countermeasure)

  • 장호철;오수현;하재철
    • 정보보호학회논문지
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    • 제28권3호
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    • pp.551-561
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    • 2018
  • 최근 양자 컴퓨팅을 활용한 연산 기술이 발달함에 따라 기존 암호 시스템들에 대한 안전성이 위협받고 있다. 이에 따라 양자 컴퓨터를 이용한 분석 공격에도 견딜 수 있는 새로운 포스트 양자 암호시스템(post-quantum cryptosystem)에 대한 연구가 활발하다. 그럼에도 불구하고 NTRU와 같은 격자 기반의 포스트 양자 암호시스템도 구현상에서 발생하는 취약점을 이용하는 오류 주입 공격에 의해 비밀 키가 노출될 수 있음이 밝혀졌다. 본 논문에서는 NTRU 서명 시스템에 대한 기존의 오류 주입 공격 대응 기법을 분석하고 효율성과 안전성이 개선된 새로운 대응 기법을 제안한다. 제안된 대응 기법에 대해 시뮬레이션을 수행한 결과, 오류 주입 검출율이 우수하며 구현이 효율적임을 확인하였다.

A review on a 4 K cryogenic refrigeration system for quantum computing

  • Park, Jiho;Kim, Bokeum;Jeong, Sangkwon
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.1-6
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    • 2022
  • This paper reviews the literature that has been published since 1980s related to cryogenic refrigeration systems for quantum computing. The reason why such a temperature level of 10-20 mK is necessary for quantum computing is that the superconducting qubit is sensitive to even very small thermal disturbances. The entanglement of the qubits may not be sustained due to thermal fluctuations and mechanical vibrations beyond their thresholds. This phenomenon is referred to as decoherence, and it causes an computation error in operation. For the stable operation of the quantum computer, a low-vibration cryogenic refrigeration system is imperative as an enabling technology. Conventional dilution refrigerators (DR), so called 'wet' DR, are precooled by liquid helium, but a more convenient and economical precooling method can be achieved by using a mechanical refrigerator instead of liquid cryogen. These 'dry' DRs typically equip pulse-tube refrigerators (PTR) for precooling the DRs around 4 K because of its particular advantage of low vibration characteristic. In this review paper, we have focused on the development status of 4 K PTRs and further potential development issues will be also discussed. A quiet 4 K refrigerator not only serves as an indispensable precooler of DR but also immediately enhances the characteristics of low noise amplifiers (LNA) or other cryo-electronics of various type quantum computers.

Laser Scanning Unit을 위한 8빔 레이저 다이오드 개발 (8 Beam Laser Diode Development for Laser Scanning Unit)

  • 송대권;박종근;김재규;박정현;소상영;곽윤석;양민식;최안식;김태경
    • 한국광학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.111-117
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    • 2010
  • 레이저 프린터 및 OA복합기기 내부의 감광 드럼에 빛을 조사하는 핵심 광 모듈인 Laser Scanning Unit(LSU)의 광원으로 사용할 수 있는 발진파장 780 nm, 광 출력 10 mW의 모노리식 집적형 8빔 레이저 다이오드를 개발하였다. 개발된 8-빔 소자의 레이저 빔들의 각각의 물리적 간격은 $30\;{\mu}m$ 이며, 각 빔을 독립적으로 작동시키기 위해서, 공중배선공정을 신규로 개발하였다. 개발된 8빔 레이저 다이오드의 전기 및 광학적 특성 측정 결과 레이저 프린터 및 복합기의 LSU에 사용 가능함을 검증하였다.

Feasibility study of a dedicated nuclear desalination system: Low-pressure Inherent heat sink Nuclear Desalination plant (LIND)

  • Kim, Ho Sik;NO, Hee Cheon;Jo, YuGwon;Wibisono, Andhika Feri;Park, Byung Ha;Choi, Jinyoung;Lee, Jeong Ik;Jeong, Yong Hoon;Cho, Nam Zin
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제47권3호
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    • pp.293-305
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    • 2015
  • In this paper, we suggest the conceptual design of a water-cooled reactor system for a low-pressure inherent heat sink nuclear desalination plant (LIND) that applies the safety-related design concepts of high temperature gas-cooled reactors to a water-cooled reactor for inherent and passive safety features. Through a scoping analysis, we found that the current LIND design satisfied several essential thermal-hydraulic and neutronic design requirements. In a thermal-hydraulic analysis using an analytical method based on the Wooton-Epstein correlation, we checked the possibility of safely removing decay heat through the steel containment even if all the active safety systems failed. In a neutronic analysis using the Monte Carlo N-particle transport code, we estimated a cycle length of approximately 6 years under 200 $MW_{th}$ and 4.5% enrichment. The very long cycle length and simple safety features minimize the burdens from the operation, maintenance, and spent-fuel management, with a positive impact on the economic feasibility. Finally, because a nuclear reactor should not be directly coupled to a desalination system to prevent the leakage of radioactive material into the desalinated water, three types of intermediate systems were studied: a steam producing system, a hot water system, and an organic Rankine cycle system.

경량암호 SPARKLE SCHWAEMM에 대한 Grover 공격 비용 분석 및 양자 후 보안 강도 평가 (Analysis of Grover Attack Cost and Post-Quantum Security Strength Evaluation for Lightweight Cipher SPARKLE SCHWAEMM)

  • 양유진;장경배;김현지;송경주;임세진;서화정
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제11권12호
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    • pp.453-460
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    • 2022
  • 고성능 양자 컴퓨터의 개발이 기대됨에 따라 잠재적인 양자 컴퓨터의 공격으로부터 안전한 양자 후 보안 시스템 구축을 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 대표적인 양자 알고리즘 중 하나인 Grover 알고리즘이 대칭키 암호의 키 검색에 사용될 경우, 암호의 보안 강도가 제곱근으로 감소되는 안전성의 문제가 발생할 수 있다. NIST는 암호 알고리즘의 공격에 필요로 하는 Grover 알고리즘의 비용을 기준으로 추정한 양자 후 보안 강도를 대칭키 암호에 대한 양자 후 보안 요구사항으로 제시하고 있다. 대칭키 암호의 공격에 대한 Grover 알고리즘의 추정 비용은 해당하는 암호화 알고리즘의 양자 회로 복잡도에 의해 결정된다. 본 논문에서는 NIST의 경량암호 공모전 최종 후보에 오른 SPARKLE의 AEAD군인 SCHWAEMM 알고리즘의 양자 회로를 효율적으로 구현하고, Grover 알고리즘을 적용하기 위한 양자 비용에 대해 분석한다. 이때, 암호화 순열 과정 중에 사용되는 덧셈기와 관련하여 CDKM ripple-carry 덧셈기와 Unbounded Fan-Out 덧셈기에 따른 비용을 같이 비교한다. 마지막으로, 분석한 비용과 NIST의 양자 후 보안 요구사항을 기반으로 경량암호 SPARKLE SCHWAEMM 알고리즘에 대한 양자 후 보안 강도를 평가한다. 양자 회로 구현 및 비용 분석에는 양자 프로그래밍 툴인 ProjectQ가 사용되었다.

Steering the Dynamics within Reduced Space through Quantum Learning Control

  • Kim, Young-Sik
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제24권6호
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    • pp.744-750
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    • 2003
  • In quantum dynamics of many-body systems, to identify the Hamiltonian becomes more difficult very rapidly as the number of degrees of freedom increases. In order to simplify the dynamics and to deduce dynamically relevant Hamiltonian information, it is desirable to control the dynamics to lie within a reduced space. With a judicious choice for the cost functional, the closed loop optimal control experiments can be manipulated efficiently to steer the dynamics to lie within a subspace of the system eigenstates without requiring any prior detailed knowledge about the system Hamiltonian. The procedure is simulated for optimally controlled population transfer experiments in the system of two degrees of freedom. To show the feasibility of steering the dynamics to lie in a specified subspace, the learning algorithms guiding the dynamics are presented along with frequency filtering. The results demonstrate that the optimal control fields derive the system to the desired target state through the desired subspace.

Nanocrystalline $Y_3Al_5O_{12}$:Ce Phosphor-Based White Light-Emitting Diodes Embedded with CdS:Mn/ZnS Core/Shell Quantum Dots

  • Kim, Jong-Uk;Lee, Dong-Kyoon;Lee, Jong-Jin;Yang, Hee-Sun
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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    • pp.588-590
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    • 2008
  • Yellow-emitting $Y_3Al_5O_{12}$:Ce nanocrystalline phosphor and orange-emitting CdS:Mn/ZnS core/shell quantum dots were prepared by a modified polyol and a reverse micelle chemistry, respectively. To compensate a poor color rendering index of YAG:Ce nanocrystalline phosphor due to the lack of red spectral component, CdS:Mn/ZnS quantum dots were blended into YAG:Ce. Based on spectral evolutions in the blended systems, hybrid white light emitting diodes are fabricated and characterized.

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The magnetic dependence of 2-dimension quantum optical transition in electron-deformation potential phonon interaction systems in Ge

  • Choi, Hyenil;Cho, Hyunchul;Lee, Suho
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.446-454
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    • 2018
  • In this work, we summarize the calculation processes of obtaining a scattering factor using with the equilibrium average projection scheme (EAPS), with moderately weak coupling (MWC) interaction, and obtain the line-shape formula of an electron-deformation phonon interacting system interested in the confinement of electrons by squarwell confinement potentials in quantum two dimensional system.. Through the numerical analysis, we analysis the magnetic dependence of absorption power, P(B) in several temperature and frequency difference dependence of absorption power $P({\Delta}{\omega})$, in several external field, where ${\Delta}{\omega}={\omega}-{\omega}_0$ and ${\omega}({\omega}_0)$ is the angular frequency (the cyclotron resonance frequency). The result of equilibrium average projection scheme (EAPS) in SER-MWC explains the properties of quantum transition quite well.