• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.24 no.8
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• pp.1044-1051
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• 2020

The age of quantum computers is coming soon. In order to prepare for the upcoming future, the National Institute of Standards and Technology has recruited candidates to set standards for post quantum cryptography to establish a future cryptography standard. The submitted ciphers are expected to be safe from quantum algorithm attacks, but it is necessary to verify that the submitted algorithm is safe from quantum attacks using quantum algorithm even when it is actually operated on a quantum computer. Therefore, in this paper, we investigate an efficient quantum gate implementation for binary field multiplication of code based post quantum cryptography to work on quantum computers. We implemented the binary field multiplication for two field polynomials presented by Classic McEliece and three field polynomials presented by ROLLO in generic algorithm and Karatsuba algorithm.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.33 no.3
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• pp.383-389
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• 2023

The development of quantum computers and the emergence of quantum algorithms such as Shor's algorithm and Grover's algorithm pose a significant threat to the security of existing cipher systems. Quantum algorithms can efficiently perform mathematical operations that take a long time on traditional computers. This characteristic can significantly reduce the time it takes to break modern cipher systems that rely on mathematical problems. To prepare for quantum attacks based on these algorithms, existing ciphers must be implemented as quantum circuits. Many ciphers have already been implemented as quantum circuits, analyzing quantum resources required for attacks and verifying the quantum strength of the cipher. In this paper, we present quantum circuits for LED lightweight block ciphers and explain each function of quantum circuits. Thereafter, the resources for the LED quantum circuit are estimated and evaluated by comparing them with other lightweight block ciphers.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.282-283
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• 2000

본 연구에서는 사용한 양자 우물 구조는 그림 1과 같이 각 양자 우물의 두께가 다르게 분포되어 있다. 이러한 불균일 양자 우물 구조는 주로 광대역폭 반도체 광 증폭기를 위한 구조,$^{l).2)}$ 광대역폭 superluminescent diodes에 적용하기 위한 구조,$^{3)}$ 광대역폭 및 온도 비의존성 면발광 레이저를 위한 구조로 이용되고 있다.$^{4)}$ 이들 소자의 실현을 위해 우선 불균일 양자 우물 구조의 특성을 알아볼 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 이 구조를 CBE로 성장하고 릿지형 반도체 레이저를 제작하여 광학적 특성을 조사하였다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.02a
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• pp.6-7
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• 2003

반도체 양자점 구조는 양자크기 효과를 이용하여, 인공적으로 원자와 같이 매우 좁은 선폭의 에너지준위를 만들어 낼 수 있다는 점에서 관심을 끌고 있는 물질 구조이다. 특히 양자점 구조는 크기에 따라 에너지 준위의 위치가 조절되므로, 기본적인 물성을 탐구하는 물리적인 관점에서 뿐만이 아니라 실용적인 관점에서도 이를 이용한 전자, 광전자 및 광소자에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 반도체 양자점은 여러 가지 다양한 방법으로 제작되고 있는데 대표적으로 유리 안에 반도체 미세구조를 첨가하는 방법, Stranski-Krastanow 생장에 의한 자발 형성 방법, 리소그래피에 의한 식각 방법, 그리고 화학반응에 의해 콜로이드 상태로 제작하는 방법 등이 있다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.02a
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• pp.152-153
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• 2003

최근 양자점 (Quantum Dot-QD)에 대한 관심이 기초 물리학뿐만 아니라 광전소자 응용 측면에서 많은 주목을 끌고 있다. 특히, 자발 형성방법으로 성장시킨 양자점 (Self-assembled QD)을 이용하여 Laser Diode와 같은 광소자에 응용한 결과가 발표되고 있다. 이러한 자발형성 방법으로 성장한 양자점을 광통신에 응용하기 위해서는 발광파장을 제어할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 단거리 광통신에 응용 될 수 있는 1.3 $\mu$m 영역과 장거리 광통신에 사용하는 1.55 $\mu$m 영역으로 InAs 양자점의 발광 파장을 변조한 결과에 대하여 분석하였다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2008.02a
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• pp.307-308
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• 2008

본 논문에서는 장거리 양자암호 전송에 있어서 광섬유 전송 거리에 따른 오류율을 측정한 연구 결과를 소개한다. 특히 외부 환경에 안정된 양방향 양자 암호 전송 기술의 하나인 plug-and-play 방식의 구도에서 전송 거리를 극대화하는 노력에 있어서 가장 문제시되는 Raleigh-backscattering의 효과에 의한 양자비트 전송에서의 오류를 측정하였다. 아울러 이러한 오류를 최소화하면서 70 km 단일모드 광섬유 전송을 구현한 양자통신 결과를 소개하고자 한다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.9 no.4
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• pp.447-454
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• 2014

Recently most of functional synthesis methods for quantum circuit realization have a tendency to adopt the declarative functional expression more suitable for computer algorithms, so it's difficult to analysis synthesized quantum functions. This paper presents a new functional representation of quantum circuits compatible with simple architecture and intuitive thinking. The proposal of this paper is a new functional synthesis development by using the control functions as the power of corresponding to affine-controlled quantum gates based on the mathematical substitution of serial-product matrix operation over the target line for the arithmetic and modulo-2 ones between power functions of unitary operators. The functional synthesis algorithm proposed in this paper is useful for the functional expressions and synthesis using both of reversible and irreversible affine-controlled NCV-quantum gates.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.31 no.6
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• pp.1149-1156
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• 2021

The Grover algorithm, which accelerates the brute force attack, is applicable to key recovery of symmetric key cryptography, and NIST uses the Grover attack cost for symmetric key cryptography to estimate the post-quantum security strength. In this paper, we estimate the attack cost of Grover's algorithm by implementing DES as a quantum circuit. NIST estimates the post-quantum security strength based on the attack cost of AES for symmetric key cryptography using 128, 192, and 256-bit keys. The estimated attack cost for DES can be analyzed to see how resistant DES is to attacks from quantum computers. Currently, since there is no post-quantum security index for symmetric key ciphers using 64-bit keys, the Grover attack cost for DES using 64-bit keys estimated in this paper can be used as a standard. ProjectQ, a quantum programming tool, was used to analyze the suitability and attack cost of the quantum circuit implementation of the proposed DES.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.29 no.2
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• pp.64-69
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• 2018

In this work, we derive a general lower bound to concurrence of an arbitrary mixture of two pure states, that is, rank-two multipartite quantum states. We show that the lower bound can tightly detect entanglement of rank-two states, and also can be implemented experimentally with present-day technologies, i.e. single-copy level measurement and classical post-processing.

• Information and Communications Magazine
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• v.31 no.6
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• pp.46-52
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• 2014

본고에서는 차세대 보안통신기술인 양자암호통신에 대해 기술한다. 양자암호통신은 양자키분배와 암호통신으로 이루어지는데 양자키분배란 양자역학적 원리에 의해 비밀키를 송/수신자가 절대 안전하게 나누어 갖는 방법을 일컫는다. 나누어진 비밀키를 이용하여 현대암호 기법을 이용한 암호통신을 수행하면 도청으로부터 절대 안전한 보안통신 구현이 완성된다. 해외에서는 양자암호통신의 가능성과 중요성을 인식하고 집중적인 투자를 통해 연구개발을 진행하고 있으나 아직까지 국내에서는 체계적인 연구개발 활동이 미약한 상황이다. KIST는 2013년 25km 떨어진 송/수신자가 비밀키를 나누어가질 수 있는 BB84 양자키분배 프로토콜 기반 시스템 하드웨어를 구현하여 해외학회에 전시 및 시연 했다. 추후 현대암호와의 융합연구 병행 기술개발을 추진한다면 조기에 양자암호통신 실용화가 가능할 것이라 기대된다. 절대 안전한 차세대 보안통신의 실현은 직접적으로는 국가적인 보안통신망의 확보를 가능하게 하고 간접적으로는 미래 초연결사회에서 활발한 지식 정보 교류를 가능하게 하여 새로운 사회 문화적 변화를 이끌어 내는 기반 기술이 될 것으로 기대한다.