• 전자통신동향분석
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• 제38권5호
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• pp.34-50
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• 2023

Quantum error correction is a key technology for achieving fault-tolerant quantum computation. Finding the best decoding solution to a single error syndrome pattern counteracting multiple errors is an NP-hard problem. Consequently, error decoding is one of the most expensive processes to protect the information in a logical qubit. Recent research on quantum error decoding has been focused on developing conventional and neural-network-based decoding algorithms to satisfy accuracy, speed, and scalability requirements. Although conventional decoding methods have notably improved accuracy in short codes, they face many challenges regarding speed and scalability in long codes. To overcome such problems, machine learning has been extensively applied to neural-network-based error decoding with meaningful results. Nevertheless, when using neural-network-based decoders alone, the learning cost grows exponentially with the code size. To prevent this problem, hierarchical error decoding has been devised by combining conventional and neural-network-based decoders. In addition, research on quantum error decoding is aimed at reducing the spacetime decoding cost and solving the backlog problem caused by decoding delays when using hardware-implemented decoders in cryogenic environments. We review the latest research trends in decoders for quantum error correction with high accuracy, neural-network-based quantum error decoders with high speed and scalability, and hardware-based quantum error decoders implemented in real qubit operating environments.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제24권5호
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• pp.167-171
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• 2015

Quantum-confined nanostructures open up additional perspectives in engineering materials with different electronic and optical properties. We have fabricated unique cation-exchanged CdS and CdS/CdSe quantum dots and measured their first four exciton transitions. We demonstrate that the relationship between electronic transitions and charge-carrier distributions is generalized for a broad range of core-shell nanostructures. These nanostructures can be used to further improve the performance in the fields of bio-imaging, light-emitting devices, photovoltaics, and quantum computing.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.687-692
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• 2023

이번 연구는 양자 컴퓨터가 가지는 중첩의 특성을 이용하여 음악을 만들어 보고자 하는 의도에서 시작하였다. 기존의 음악은 작곡가가 작곡한 것에 제한되는 특징을 가진다. 하지만, 양자 컴퓨터의 중첩을 이용한 음악은 제한된 범위 내에서 실행 시에 변화되는 음악적 특징을 가진다. 이를 이용하여, 실행 시에 특정 화음을 기준으로 변화하는 음악을 만들 수 있을 것이다. 이번 논문에서는 양자 컴퓨터와 기존 컴퓨터를 연결하여 소리를 발생시킨다, 그리고 중첩의 성질을 적용하여 변화하는 음을 만들어내는 것에 중점을 둔다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.40-43
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• 2014

Quantum information processing using superconducting qubit based on Josephson junction has become one of the most promising candidates for possible realization of a quantum computer. In the heart of the qubit circuits, the superconducting microwave resonator plays a key role in quantum operations and measurements, which enables single-photon level microwave quantum optics. During last decade, the coherence time, or the lifetime of the quantum state, of the superconducting qubit has been dramatically improved. Among several technological innovations, the improvement of superconducting microwave resonator's quality has been the main driving force in getting the qubit performance almost ready for elementary quantum computing architecture. In this paper, I will briefly review very recent progresses of the superconducting microwave resonators especially aimed for quantum device applications during the last decade. The progresses have been driven by ingenious circuit design, material improvement, and new measurement techniques. Even a rather radical idea of three-dimensional large resonators have been successfully implemented in a qubit circuit. All those efforts contributed to our understanding of the qubit decoherence mechanism and as a result to the improvement of qubit performance.

• 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.

• 융합보안논문지
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• 제21권3호
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• pp.3-11
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• 2021

현존하는 대부분의 인터넷 보안 프로토콜은 소인수분해 문제의 수학적 복잡도에 기초한 고전적인 암호화 알고리즘에 의존하고 있으나, 이러한 고전 알고리즘은 양자 컴퓨터의 공격에 취약하다고 알려져 있다. 최근 양자 컴퓨팅 기술이 비약적으로 발전하면서 기존 통신의 물리 및 네트워크 계층 보안을 위해 양자키분배 기술을 적용하는 것이 국제적으로 필수적인 과제가 되고 있다. 본 연구에서는 성형 네트워크에 적용하기 위한 plug & play 방식의 양자키분배 장치를 제작하고, 생성된 양자키를 IPSec의 키 교환 과정에 이용함으로써 기존 IPSec 장치와 연동 실험한 결과를 보고하고자 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.14-14
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• 2004

전자 공학 분야의 발전으로 인해 작은 구조물을 제작할 수 있는 리소그라피 (lithography) 기술이 급속하게 발전하고 있으며, 보다 작은 구조물에 대한 수요도 빠르게 증가하고 있다. 지난 수십 년간 반도체 분야에 적용 되어온 Moore's law에 의하면, 수년 내에 수십 나노 미터 크기의 특성 길이 (Critical Dimension)를 지닌 구조물을 이용하여 소자가 제작될 것 이 예견되고 있다. 반도체 공정을 응용하여 작은 구조물을 제작하는 기술은, 전자 공학 분야뿐만 아니라 광전자공학(optoelectronics) 분야, 양자 계산(quantum computing) 분야, 양자 계산(quantum computing) 분야, MEMS/NEMS, 바이오 센서(biosensor)분야 등에 다양한 응용성을 가질 것으로 예상된다.(중략)

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제12권6호
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• pp.181-188
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• 2023

Grover 양자 알고리즘은 brute-force attack 가속화로 대칭키 암호의 보안 강도를 크게 감소시키므로 기존 블록 암호가 양자 컴퓨터에 안전하지 않을 것이라 예상한다. 따라서 대상 암호에 대한 양자회로 구현을 통해 Post-quantum 보안 강도를 확인하여 대규모 양자 컴퓨터 시대에 대비할 수 있다. 본 논문에서는 모든 SIMECK 경량 암호군에 대해 양자 자원(큐비트, 양자 게이트)을 최소화 한 기법으로 설계된 최적의 양자회로 구현 결과를 제시하고 각 함수별 양자 회로 동작을 설명한다. 마지막으로 제안된 SIMECK 양자회로에 대한 양자자원 추정 결과를 SIMON 양자 회로 결과와 비교하고 Grover 공격 비용을 계산하여 SIMECK 경량암호의 Post-quantum 보안 강도를 평가한다. Post-quantum 보안 강도 평가 결과 모든 SIMECK 경량 암호군이 NIST 보안 강도에 도달하지 못했다. 따라서 대규모 양자 컴퓨터 등장 시 SIMECK 암호의 안전성이 불명확하다고 예상하며 이에 대해 본 논문에서는 보안 강도를 높이기 위한 방안으로 블록사이즈 및 라운드 수와 키 길이를 증가시키는 것이 적합하다고 판단한다.

• 스마트미디어저널
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• 제1권1호
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• pp.36-41
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• 2012

특징 선택은 패턴 인식의 성능을 향상시키기 위해 부분집합을 구성하는 중요한 문제다. 특징 선택에는 순차 탐색 알고리즘으로부터 확률 기반의 유전 알고리즘까지 다양한 접근 방법이 적용 되었다. 본 연구에서는 특징 선택을 위해 양자 비트, 상태의 중첩 등 양자 컴퓨터 개념을 기반으로 하는 양자 기반 유전 알고리즘(QGA: Quantum-inspired Genetic Algorithm)을 적용하였다. QGA 성능은 전통적인 유전 알고리즘(CGA: Conventional Genetic Algorithm)을 적용한 특징 선택 방법과 분류율 및 평균 특징 개수의 비교를 통해 이루어졌으며, UCI 데이터를 이용한 실험 결과 QGA를 적용한 특징 선택 방법이 CGA를 적용한 경우에 비해 전반적으로 좋은 성능을 보임을 확인 할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권7호
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• pp.2356-2376
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• 2021

In this paper, we proposed a novel modulation recognition method based on quantum elephant herding algorithm (QEHA) evolving neural network under impulse noise environment. We use the adaptive weight myriad filter to preprocess the received digital modulation signals which passing through the impulsive noise channel, and then the instantaneous characteristics and high order cumulant features of digital modulation signals are extracted as classification feature set, finally, the BP neural network (BPNN) model as a classifier for automatic digital modulation recognition. Besides, based on the elephant herding optimization (EHO) algorithm and quantum computing mechanism, we design a quantum elephant herding algorithm (QEHA) to optimize the initial thresholds and weights of the BPNN, which solves the problem that traditional BPNN is easy into local minimum values and poor robustness. The experimental results prove that the adaptive weight myriad filter we used can remove the impulsive noise effectively, and the proposed QEHA-BPNN classifier has better recognition performance than other conventional pattern recognition classifiers. Compared with other global optimization algorithms, the QEHA designed in this paper has a faster convergence speed and higher convergence accuracy. Furthermore, the effect of symbol shape has been considered, which can satisfy the need for engineering.