• 제목/요약/키워드: Quantum Computer

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3층 구조를 가지는 광 집적회로용 2차 궤도 각운동량 광 도파로 (A Three-layered Optical Waveguide of Second-order Orbital Angular Momentum Mode Guiding for Photonic Integrated Circuit)

  • 이인준;김상인
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.645-650
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    • 2019
  • 본 논문에서는 기존의 l=1 궤도 각운동량 모드에 대해서만 연구가 이루어지던 광 도파로 구조를 개선하여 반도체 박막 공정으로 제작이 가능하고, l=1 및 l=2 궤도 각운동량 모드를 전송할 수 있는 광 집적회로용 실리콘 광 도파로를 유한차분법을 통하여 설계하였다. 설계된 광 도파로는 여러 층의 실리콘과 실리콘 산화막으로 이루어져 있으며, 두 고유 모드의 합성을 통하여 궤도 각운동량을 가지는 모드를 구현한다. 제안된 광 도파로의 2차 궤도 각운동량 모드의 전기장 분포를 통한 궤도 각운동량 계산 결과, 궤도 각운동량 양자수가 1차 및 2차 각각 l= 0.9642, 1.8766으로 이론치에 매우 근접한 값을 보였다.

완전동형암호 연산 가속 하드웨어 기술 동향 (Trends in Hardware Acceleration Techniques for Fully Homomorphic Encryption Operations)

  • 박성천;김현우;오유리;나중찬
    • 전자통신동향분석
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    • 제36권6호
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    • pp.1-12
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    • 2021
  • As the demand for big data and big data-based artificial intelligence (AI) technology increases, the need for privacy preservations for sensitive information contained in big data and for high-speed encryption-based AI computation systems also increases. Fully homomorphic encryption (FHE) is a representative encryption technology that preserves the privacy of sensitive data. Therefore, FHE technology is being actively investigated primarily because, with FHE, decryption of the encrypted data is not required in the entire data flow. Data can be stored, transmitted, combined, and processed in an encrypted state. Moreover, FHE is based on an NP-hard problem (Lattice problem) that cannot be broken, even by a quantum computer, because of its high computational complexity and difficulty. FHE boasts a high-security level and therefore is receiving considerable attention as next-generation encryption technology. However, despite being able to process computations on encrypted data, the slow computation speed due to the high computational complexity of FHE technology is an obstacle to practical use. To address this problem, hardware technology that accelerates FHE operations is receiving extensive research attention. This article examines research trends associated with developments in hardware technology focused on accelerating the operations of representative FHE schemes. In addition, the detailed structures of hardware that accelerate the FHE operation are described.

양자 회로 상에서의 SHA2 구현 동향 (Research Trend about Quantum Circuit Implementation for SHA2)

  • 임세진;장경배;양유진;오유진;서화정
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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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.

A study on the uncertainty of setpoint for reactor trip system of NPPs considering rectangular distributions

  • Youngho Jin;Jae-Yong Lee;Oon-Pyo Zhu
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권5호
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    • pp.1845-1853
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    • 2024
  • The setpoint of the reactor trip system shall be set to consider the measurement uncertainty of the instrument channel and provide a reasonable and sufficient margin between the analytical limit and the trip setpoint. A comparative analysis was conducted to find out an appropriate uncertainty combination method through an example problem. The four methods were evaluated; 1) ISA-67.04.01 method, 2) the GUM95 method, 3) the modified GUM method developed by Fotowicz, and 4) the modified IEC61888 method proposed by authors for the pressure instrument channel presented in ISA-RP67.04.02 example. The appropriateness of each method was validated by comparing it with the result of Monte Carlo simulation. As a result of the evaluation, all methods are appropriate when all measurement uncertainty elements are normally distributed as expected. But ISA-67.04 method and GUM95 method overestimated the channel uncertainty if there is a dominant input element with rectangular distribution among the uncertainty input elements. Modified GUM95 methods developed by Fotowicz and modified IEC61888 method by authors are able to produce almost the same level of channel uncertainty as the Monte Carlo method, even when there is a dominant rectangular distribution among the uncertainty components, without computer-assisted simulations.

Si-core/SiGe-shell channel nanowire FET for sub-10-nm logic technology in the THz regime

  • Yu, Eunseon;Son, Baegmo;Kam, Byungmin;Joh, Yong Sang;Park, Sangjoon;Lee, Won-Jun;Jung, Jongwan;Cho, Seongjae
    • ETRI Journal
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    • 제41권6호
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    • pp.829-837
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    • 2019
  • The p-type nanowire field-effect transistor (FET) with a SiGe shell channel on a Si core is optimally designed and characterized using in-depth technology computer-aided design (TCAD) with quantum models for sub-10-nm advanced logic technology. SiGe is adopted as the material for the ultrathin shell channel owing to its two primary merits of high hole mobility and strong Si compatibility. The SiGe shell can effectively confine the hole because of the large valence-band offset (VBO) between the Si core and the SiGe channel arranged in the radial direction. The proposed device is optimized in terms of the Ge shell channel thickness, Ge fraction in the SiGe channel, and the channel length (Lg) by examining a set of primary DC and AC parameters. The cutoff frequency (fT) and maximum oscillation frequency (fmax) of the proposed device were determined to be 440.0 and 753.9 GHz when Lg is 5 nm, respectively, with an intrinsic delay time (τ) of 3.14 ps. The proposed SiGe-shell channel p-type nanowire FET has demonstrated a strong potential for low-power and high-speed applications in 10-nm-and-beyond complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology.

고강도매질 CR 영상의 잡음 모델링 (Noise Modeling for CR Images of High-strength Materials)

  • 황중원;황재호
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권5호
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    • pp.95-102
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    • 2008
  • 이 논문은 고강도매질 CR(Computed Radiography) 영상의 잡음을 모델링하는 적절한 접근법을 제시한다. 잡음 유형의 통계적이고 비선형적 특성이 구체적으로 고안되었다. CR영상은 컴퓨터 처리에 의해 코드화되기 이전 이미 훼손된다. 다양한 형태의 잡음은 비록 디지털화된 상태로 검출된다 하더라도 통상 방사선 영상을 오염시킨다. 양자 방출시의 포아송 분포는 CR 영상판에서의 광자 분포에서 포아송 잡음 분포를 항상 유지하지 않는다. 그 통계적 특성은 재질 특성에 의해 상대적이며 경우의존적이다. 통계적 잡음모델링 과정에서 통상적인 포아송, 이항 내지는 가우스 통계분포의 가정이 고려되었으며 아울러 비선형 효과 또한 포함시켰다. 이는 잡음 영역의 고저 전 방사선량에 걸쳐 추정하는 해석적 모델을 구현한다. 그리고 이 분석적 접근은 고강도 강판튜브 스텝웨지의 방사선측정실험을 통해 관측한 CR 영상데이터에서 구현되었다. 그 결과는 매질의 두께변화에 따른 잡음의 일관성, 잡음분포특성, SNR 및 비선형 보간을 측정하는 상호비교의 파라미터연구에 유용하다.

3차원의 회로 모델링을 이용한 청색 GaN/InGaN LED의 전류 확산 효과에 관한 연구 (Study on the Current Spreading Effect of Blue GaN/InGaN LED using 3-Dimensional Circuit Modeling)

  • 황성민;심종인
    • 한국광학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.155-161
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    • 2007
  • 본 논문에서는 GaN/InGaN 다중양자우물(MQW)의 청색 발광 다이오드(LED)에서의 3차원적인 전류 및 2차원적인 광 분포를 보여 주기 위해 새롭고 간단한 3차원 회로 모델링과 해석이 처음으로 제안되었으며 이를 실험적으로 검증하였다. LED의 회로 파라미터들은 금속 및 에피 박막의 저항과 다이오드만으로 이루어져 있으며 각각의 파라미터는 전송선 모델(TLM) 및 전압-전류의 특성으로부터 얻을 수 있다. 제안된 방법과 회로 파라미터를 상부로 발광하는(top-surface emitting) LED에 적용하여 금속 및 에피 박막의 각 저항 변화에 따라 활성층을 지나가는 전류 분포의 효과를 정량적으로 해석하였다. 그리고 제작된 청색 LED 소자의 발광 분포는 p-전극 주위에서 어두운 발광 분포를 보이는 해석 결과와 유사한 경향을 보여주었다.

Novel synthesis of nanocrystalline thin films by design and control of deposition energy and plasma

  • Han, Jeon G.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.77-77
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    • 2016
  • Thin films synthesized by plasma processes have been widely applied in a variety of industrial sectors. The structure control of thin film is one of prime factor in most of these applications. It is well known that the structure of this film is closely associated with plasma parameters and species of plasma which are electrons, ions, radical and neutrals in plasma processes. However the precise control of structure by plasma process is still limited due to inherent complexity, reproducibility and control problems in practical implementation of plasma processing. Therefore the study on the fundamental physical properties that govern the plasmas becomes more crucial for molecular scale control of film structure and corresponding properties for new generation nano scale film materials development and application. The thin films are formed through nucleation and growth stages during thin film depostion. Such stages involve adsorption, surface diffusion, chemical binding and other atomic processes at surfaces. This requires identification, determination and quantification of the surface activity of the species in the plasma. Specifically, the ions and neutrals have kinetic energies ranging from ~ thermal up to tens of eV, which are generated by electron impact of the polyatomic precursor, gas phase reaction, and interactions with the substrate and reactor walls. The present work highlights these aspects for the controlled and low-temperature plasma enhanced chemical vapour disposition (PECVD) of Si-based films like crystalline Si (c-Si), Si-quantum dot, and sputtered crystalline C by the design and control of radicals, plasmas and the deposition energy. Additionally, there is growing demand on the low-temperature deposition process with low hydrogen content by PECVD. The deposition temperature can be reduced significantly by utilizing alternative plasma concepts to lower the reaction activation energy. Evolution in this area continues and has recently produced solutions by increasing the plasma excitation frequency from radio frequency to ultra high frequency (UHF) and in the range of microwave. In this sense, the necessity of dedicated experimental studies, diagnostics and computer modelling of process plasmas to quantify the effect of the unique chemistry and structure of the growing film by radical and plasma control is realized. Different low-temperature PECVD processes using RF, UHF, and RF/UHF hybrid plasmas along with magnetron sputtering plasmas are investigated using numerous diagnostics and film analysis tools. The broad outlook of this work also outlines some of the 'Grand Scientific Challenges' to which significant contributions from plasma nanoscience-related research can be foreseen.

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루비듐 시장 및 회수 동향에 따른 향후 관련 대응방안 (Rubidium Market Trends, Recovery Technologies, and the Relevant Future Countermeasures)

  • 이상훈
    • 자원리싸이클링
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    • 제32권3호
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    • pp.3-8
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    • 2023
  • 본 연구에서는 알칼리 금속 중 하나인 루비듐의 생산과 수요, 그리고 향후 전망을 분석하였다. 루비듐은 알칼리족 금속으로서 다양한 매질에 대한 반응성이 뛰어나 취급에 유의를 요하지만 환경적으로는 크게 문제시 되지 않은 물질이다. 루비듐은 광전기 장비, 생물의료, 화학산업 등 특수한 분야에서 사용된다. 생산이 어렵고 수요도 제한적이어서 거래 가격이 비교적 높게 형성되어 있지만, 시장 현황이나 성장 가능성과 같은 정보는 불확실한 상황이다. 다만, 양자컴퓨터와 같이 범용성이 있는 초고성능 장비의 대량 생산과 해당 장비 내 루비듐 사용의 필수성이 확실시된다면, 향후 루비듐 시장이 확대될 가능성도 있을 것이다. 루비듐은 종종 리튬, 베릴륨, 세슘과 함께 발견되며, Lepidolite이나 Pollucite 등의 광물을 포함하는 화강암이나 해수나 폐기물에 함유될 수 있다. 루비듐 회수에는 산침출, 배소법, 용매 추출, 흡착 등의 기술이 사용되며, 상기 광물 및 처리기술을 통한 루비듐 최대 회수율이 높다고 알려져 있다, 그러나, 많은 경우 루비듐이 주요회수 대상은 아니기 때문에 타유가성분, 불순물, 회수 비용, 에너지 소비, 환경 문제 등에 따라 실제 회수율은 변동될 수 있다. 결론적으로 루비듐은 생산 및 소비가 제한되어 있는 반면, 향후 대량 수요처의 대두에 따라 시장변동이 가능한 만큼 이에 관련된 관계기관의 추가 조사 등이 필요할 것으로 보인다.

Performance of Three-Layered Organic Light-Emitting Diodes Using the Hole-Transport and Injection Layer of TPD and Teflon-AF, and the Electron-Injection Layer of Li2CO3 and LiF

  • Shin, Jong Yeol;Kim, Tae Wan;Kim, Gwi Yeol;Lee, Su Min;Hong, Jin Woong
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제18권2호
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    • pp.89-92
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    • 2017
  • The performance of three-layered organic light-emitting diodes (OLEDs) was investigated using TPD hole-transport and injection layers, Teflon-AF, and the electron-injection layer of $Li_2CO_3$ and LiF. The OLEDs were manufactured in a structure of TPD/$Alq_3$/LiF, TPD/$Alq_3$/$Li_2CO_3$, and AF/$Alq_3$/LiF using low-molecular organic materials. In three different three-layered OLEDs, it was found that the device with the TPD/$Alq_3$/LiF structure shows higher performance in maximum luminance, and maximum external quantum efficiency compared to those of the device with TPD/$Alq_3$/$Li_2CO_3$ and TPD/$Alq_3$/LiF by 35% and 17%, and 193% and 133%, respectively. It is thought that the combined LiF/Al cathode contributes to a reduced work function and improves an electrical conduction mechanism due to the electron injection rather than the hole transport, which then increases a recombination rate of charge carriers.