• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.89-90
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• 2010

최근 우리는 InGaAs 위에 성장한 InAs 양자점에 GaAs를 얇게 덮음으로써 양자고리를 성장하고, 그 광학적 특성을 분석하였다. [1] 이번 연구에서는 이 양자고리 구조의 전자 구조 및 광학적 특성을 전산모사를 통해 계산하였고, GaAs가 구조의 응력, 압전 포텐셜 및 light-hole 분율에 미치는 영향을 분석하였다. 이론적인 분석을 위해, valence force field 방법을 이용하여 이종 물질간의 격자상수 차이에 의한 격자 변형 및 압전 포텐셜의 변화를 계산하였고, 양자고리 내 전자의 양자화 에너지 및 파동함수를 k p 방법을 통해 얻을 수 있었다. 또한 광학적인 특성 등의 다체 효과를 예측하기 위해 configuration interaction 방법을 사용하였다. 이 연구에서 우리는, GaAs가 InAs에 강한 압축 응력을 가할 것이라는 일반적인 예측과 달리, InGaAs 매트릭스 안에서는 격자상수가 작은 GaAs가 InAs 양자고리에 효과적인 압축 응력을 가할 수 없음을 보였다. 특히 GaAs 층의 두께가 얇을 경우, InGaAs 매트릭스에 의해 인장 응력을 받는 GaAs가 InAs의 응력을 해소하기 충분한 공간을 제공하여, 오히려 InAs의 압축 응력을 약화시키는 것을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 응력 분포가 단순한 양자우물 등의 2차원 구조와 달리, 응력 분포가 복잡한 3차원 나노 구조에서는 단순히 격자상수만으로 파장 변화 경향을 예측할 수 없음을 나타낸다. 또한 우리는, GaAs의 큰 negative 이방 응력과 InAs의 작은 positive 이방 응력에 의해 전자와 heavy-hole은 InAs에, light-hole은 GaAs에 구속됨을 보였다. 즉, InAs보다 밴드갭이 큰 GaAs가 전자와 heavy-hole에 대해서는 강한 포텐셜 배리어로 작용하지만 light-hole에 대해서는 포텐셜 우물로 작용하는, 반 우물-반 배리어 특성을 가짐을 알 수 있었다. 이로 인해 GaAs가 있는 양자고리의 light-hole 분율이 GaAs가 없을 경우에 비해 2배에서 8배가량 증가함을 보일 수 있었다. 비슷한 특성이 hole에 대해서는 InP나 InGaAsP 위에 성장한 GaAs 층에서 보고된 바가 있으나, 전자는 InAs로, hole은 GaAs로 분리할 수 있는 3차원 나노 구조에 대한 연구는 이 연구가 처음이다. [2]

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.194.2-194.2
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• 2015

본 논문에서는 InP 기판에 자발형성법 (Self-assembled Mode)으로 성장한 InAs/InAlGaAs 양자점(Quantum Dots)의 외부 열처리 온도에 따른 광학적 특성을 논의한다. 분자선증착기 (Molecular Beam Epitaxy, VH80MBE)로 5주기 적층구조를 갖는 InAs/InAlGaAs 양자점 시료 (기준시료)를 성장 후 온도 의존성 및 여기광세기 의존성 포토루미네슨스 (photoluminescence, PL) 분광법으로 기본특성을 평가하였다. 양자점 시료를 $500{\sim}800^{\circ}C$에서 열처리를 수행하고 광학적 특성을 열처리 전과 비교하여 분석하였다. $550^{\circ}C$에서 열처리한 InAs/InAlGaAs 양자점 시료의 저온 (11K) PL 파장은 1465 nm를 보였으며, 이는 열처리를 하지 않은 기준시료의 1452 nm 보다 13 nm 장파장으로 이동하였다. 열처리 온도가 $700^{\circ}C$ 이상인 경우, 양자점 PL 파장이 다시 단파장으로 이동하는 현상을 보였지만 여전히 열처리하지 않은 기준시료보다 장파장을 나타내었다. $700^{\circ}C$에서 열처리한 양자점 시료의 저온 PL 광세기는 기준시료보다 15.5배 더 크게 나타났으며, 주변 온도가 증가할수록 더디게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 온도의존성 PL로부터 구한 활성화에너지 (Activation Energy)는 $700^{\circ}C$ 열처리 온도의 경우 175.9 meV를 나타내었다. InAs/InAlGaAs 양자점 시료의 열처리 온도에 따른 광특성 변화를 InAs 양자점과 InAlGaAs 장벽층 계면에서 III족 원소인 In, Al 및 Ga의 상호확산과 결함이 완화되는 현상으로 해석할 수 있다.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.31 no.3
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• pp.323-330
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• 2021

Recently, the advantages of high-speed arithmetic in quantum computers have been known, and interest in quantum circuits utilizing qubits has increased. The Grover algorithm is a quantum algorithm that can reduce n-bit security level symmetric key cryptography and hash functions to n/2-bit security level. Since the Grover algorithm work on quantum computers, the symmetric cryptographic technique and hash function to be applied must be implemented in a quantum circuit. This is the motivation for these studies, and recently, research on implementing symmetric cryptographic technique and hash functions in quantum circuits has been actively conducted. However, at present, in a situation where the number of qubits is limited, we are interested in implementing with the minimum number of qubits and aim for efficient implementation. In this paper, the domestic hash function LSH is efficiently implemented using qubits recycling and pre-computation. Also, major operations such as Mix and Final were efficiently implemented as quantum circuits using ProjectQ, a quantum programming tool provided by IBM, and the quantum resources required for this were evaluated.

• Journal of Broadcast Engineering
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• v.16 no.6
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• pp.1036-1046
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• 2011

MPEG and VCEG have constituted a collaboration team called JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding) and have been developing HEVC(High Efficiency Video Coding) standard. All transform coefficients in a TU(Transform Unit) have been equally quantized according to the quantization and inverse quantization method which is used in HEVC standard. Such an equal quantization is not efficient because the transformed coefficients in the TU are not eqully distributed. Furthermore, the quantized coefficients which is positioned in later scanning order cannot be efficient due to the entropy scanning method. We suggest an algorithm that transform coefficients are quantized at different values according to the position in TU considering a scanning order of entropy encoding to improve the coding efficiency. The principle of this algorithm is that quantization and inverse quantization are carried out according to the scanning order which is in accordance with the statistical characteristic of distribution of quantized transform coefficients. The proposed algorithm shows on the average of 0.34% Y BD-rate compression rate improvement.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.2 no.4
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• pp.433-438
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• 1993

전자의 파동성에 기인하는 여러 가지 양자간섭 현상을 연구하기 위하여, 금속의 미세고리구조을 제작하였다. 전자의 양자간섭과 가간섭 역충돌 효과에 의한 자기저항의 진동형상이 관측되었으며, 자기저항의 비주기 섭동 현상과 비국재현상도 관찰되어 중시적 전기 전도도의 일반식에 의하여 설명되었다. 또한 AlGaAs/GaAs 의 이차원 전자가스총을 이용한 고리구조도 제작되어, 양자 효과와 탄동적 수송의 영역에서 자기저항이 측정되었다.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2001.11a
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• pp.126-131
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• 2001

현재 널리 사용되는 hand-held형 단말기들은 영상을 표현할 때 제한된 수의 칼라만으로 표현할 수 있다. 따라서 자연색 칼라 팔레트를 이용하여 단말기에 나타낼 때 최적의 칼라 팔레트를 구현하는 것과 원영상의 각각의 칼라로부터 팔레트 칼라로 최적으로 정합 시키는 것이 요구된다. 본 논문에서는 효율적으로 칼라 팔레트를 설계하는 히스토그램 기반 영상 의존적 스칼라 양자화 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 칼라 우선순위 결정 부분과 양자화 부분으로 구성되며 양자화 후 ANC(Adaptive Neighborhood-Clustering) 알고리즘을 적용하여 성능을 개선한다. 이 방법은 자연색 칼라 영상을 적은 비트로 표현했음에도 출력 영상이 인간의 눈에 적합하다.

• Journal of The Korean Association of Information Education
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• v.20 no.5
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• pp.507-518
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• 2016

In this paper, in order to offer the opportunity to indirectly experience STEAM education and the profession of a quantum computer professional, one of computer experts as a promising occupation of the future, its correlation to the national curriculum was analyzed. STEAM educational program in this paper was developed through which the third or fourth graders in elementary schools can learn about a quantum computer expert and think about it in relevance to their future careers. Yet, it's almost impossible for the students to understand the basic theories of quantum computer based on quantum mechanics, one of most difficult areas of physics. Accordingly, in this proposed textbook, gamification mechanism was applied to arouse students' interest. Moreover, the textbook was developed and applied to the field directly in the way that students would be able to indirectly experience quantum spin, one of most basic principles of quantum computer, quantum cryptography related to quantum computer, incomplete quantum computer and etc. The STEAM educational program for future careers offered in this research is expected to create positive effects for students to explore careers relevant to IT, and to develop related qualities.

• KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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• v.11 no.12
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• pp.453-460
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• 2022

As high-performance quantum computers are expected to be developed, studies are being actively conducted to build a post-quantum security system that is safe from potential quantum computer attacks. When the Grover's algorithm, a representative quantum algorithm, is used to search for a secret key in a symmetric key cryptography, there may be a safety problem in that the security strength of the cipher is reduced to the square root. NIST presents the post-quantum security strength estimated based on the cost of the Grover's algorithm required for an attack of the cryptographic algorithm as a post-quantum security requirement for symmetric key cryptography. The estimated cost of Grover's algorithm for the attack of symmetric key cryptography is determined by the quantum circuit complexity of the corresponding encryption algorithm. In this paper, the quantum circuit of the SCHWAEMM algorithm, AEAD family of SPARKLE, which was a finalist in NIST's lightweight cryptography competition, is efficiently implemented, and the quantum cost to apply the Grover's algorithm is analyzed. At this time, the cost according to the CDKM ripple-carry adder and the unbounded Fan-Out adder is compared together. Finally, we evaluate the post-quantum security strength of the lightweight cryptography SPARKLE SCHWAEMM algorithm based on the analyzed cost and NIST's post-quantum security requirements. A quantum programming tool, ProjectQ, is used to implement the quantum circuit and analyze its cost.

• Annual Conference of KIPS
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• 2023.05a
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• pp.227-229
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• 2023

양자컴퓨터는 큐비트(qubit)의 얽힘(entanglement)과 중첩(superposition) 성질을 통해 동시에 연산을 수행할 수 있어 고전컴퓨터에 비해 연산 속도가 획기적으로 빠르다. 전수조사 연산을 매우 빠르게 수행할 수 있는 양자 알고리즘인 Grover 알고리즘을 사용하면, n-bit 보안강도를 가지는 SHA2와 같은 해시함수를 n/2-bit 보안강도로 낮추게 되어 해시함수가 적용되는 분야의 보안을 위협하게 된다. 양자컴퓨터를 통한 해킹에는 많은 양자 자원이 요구되고, 안정적인 구동 환경이 갖춰져야 하기 때문에 실현되기 위해서는 아직까지 상당한 시간이 소요될 것으로 보인다. 이에 연구자들은 필요한 양자 자원을 최소화하는 효율적인 양자 공격 회로를 제시하며 연구를 수행하고 있다. 본 논문에서는 이러한 SHA2 해시함수에 대한 양자 회로 구현 동향에 대해 살펴본다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.40 no.1
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• pp.79-86
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• 2003

A new quantization constraint set based on the theory of Projection onto Convex Set(POCS) is proposed to reduce blocking artifact appearing in block-coded images. POCS-based postprocessing for alleviating the blocking artifact consists of iterative projections onto smoothness constraint set and quantization constraint set, respectively. In general, the conventional quantization constraint set has the maximum size of range where original image data can be included, therefore over-blurring of restored image is unavoidable as iteration proceeds. The projection onto the proposed quantization constraint set can reduce blocking artifact as well as maintain the clearness of the decoded image, since it controls adaptively the size of quantization constraint set according to the DCT coefficients. Simulation results using the proposed quantization constraint set as a substitute for conventional quantization constraint set show that the blocking artifact of the decoded image can be reduced by the small number of iterations, and we know that the postprocessed image maintains the distinction of the decoded image.