• Title/Summary/Keyword: Quantum circuit

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Introduction to IEC Standardization for Superconducting Sensors and Detectors

  • Ohkubo, M.
    • Progress in Superconductivity
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    • v.14 no.2
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    • pp.106-109
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    • 2012
  • Superconducting sensors and detectors have been applied to many fields or beginning to enter the maturing stage. The applications spread over a wide range of fields such as radio telescope, medical examination, quantum information, contamination inspection, materials analysis, etc. For users of the superconducting devices as well as developers, we have to avoid confusion of naming, graphical circuit symbols, and measurement methods for device performance. We are trying to formulate international standards under the International Electrotechnical Commission - Technical Committee 90 (IEC-TC90), which is responsible for superconductivity. The sensors and detectors to be considered are divided into two groups: coherent sensors (SQUID, SIS mixers, etc.) and direct detectors (TES, STJ, MKID, SSPD, etc.).

Emulator Circuit for a Flux Locked Loop for Detection of Magnetocardiography Signal (심자도 신호 검출을 위한 Flux Locked Loop (FLL) Emulation 회로)

  • 안창범;이동훈;김인기;장경섭;김기태;정동현;최중필
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2003.07c
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    • pp.2749-2752
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    • 2003
  • Magnetocardiography is a very weak biomagnetic field generated from the heart. Since the magnitude of the biomagnetic field is in the order of a few pico Tesla, it is measured with a superconducting quantum interference device (SQUID). SQUID is a transducer converting magnetic flux to voltage, however, its range of linear conversion is very restricted. In order to overcome the narrow dynamic range. a flux locked loop is used to feedback the output field with opposite polarity to the input field so that the total Held becomes zero. This prevents the operating point of the SQUID from moving too far away from the null point thereby escape from the linear region. In this paper, an emulator for the SQUID sensor and feedback coil is proposed. Magnetic courting between the original field and the generated field by the feedback coil is emulated by electronic circuits. By using the emulator, FLL circuits are analyzed and optimized without SQUID sensors. The emulator may be used as a test signal for multi-channel gain calibration and system maintenance.

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Superconducting Junctions of InAs Semiconductor Nanowires

  • Doh, Yong-Joo;Franceschi, Silvano De;van Dam, Jorden A.;Bakkers, Erik P. A. M.;Kouwenhoven, Leo P.
    • Progress in Superconductivity
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    • v.9 no.2
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    • pp.136-139
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    • 2008
  • InAs semiconductor nanowires can provide a promising platform to integrate superconducting quantum circuit, which exploits tunable supercurrent under the operation of gate voltage. We report temperature and magnetic field dependence of the nanowire superconducting junctions, which is in agreement with the proximity-effect theory of superconductor-normal metal-superconductor weak link. Superconducting coherence length of the InAs nanowire is estimated from the fit and magnetic-field dependence of the critical current and the subgap structure of dI/dV is discussed as well.

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Reactive Ion Etching Process Integration on Monocrystalline Silicon Solar Cell for Industrial Production

  • Yoo, Chang Youn;Meemongkolkiat, Vichai;Hong, Keunkee;Kim, Jisun;Lee, Eunjoo;Kim, Dong Seop
    • Current Photovoltaic Research
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    • v.5 no.4
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    • pp.105-108
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    • 2017
  • The reactive ion etching (RIE) technology which enables nano-texturatization of surface is applied on monocrystalline silicon solar cell. The additional RIE process on alkalized textured surface further improves the blue response and short circuit current. Such parameter is characterized by surface reflectance and quantum efficiency measurement. By varying the RIE process time and matching the subsequent processes, the absolute efficiency gain of 0.13% is achieved. However, the result indicates potential efficiency gain could be higher due to process integration. The critical etch process time is discussed which minimizes both front surface reflectance and etching damage, considering the challenges of required system throughput in industry.

5 ㎓ test of a SFQ 1-bit ALU (단자속 양자 1-bit ALU의 5 ㎓ 측정)

  • 정구락;홍희송;박종혁;임해용;강준희;한택상
    • Proceedings of the Korea Institute of Applied Superconductivity and Cryogenics Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.117-119
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    • 2003
  • We have designed fabricated, and tested an RSFQ(Rapid Single Flux Quantum) 1-bit ALU (Arithmetic Logic Unit). The 1-bit ALU was composed of a half adder and three SFQ DC switches. Three DC switches were attached to the two output ports of an ALU for the selection of each function from the available functions that were AND, OR, XOR and ADD. And we also attached two DC switches at the input ports of the half adder so that the input data were controlled using the function generators operating at low speed while we tested the circuit at high speed. The test bandwidth was from 1KHz to 5 ㎓. The chip was tested at the liquid helium temperature of 4.2 K.

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Optimization for LEA Quantum Circuit for Applying Grover's Algorithm (그루버 알고리즘 적용을 위한 LEA 양자 회로 최적화)

  • Jang, Kyung-Bae;Kim, Hyun-Jun;Park, Jae-Hoon;Seo, Hwa-Jeong
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2020.11a
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    • pp.405-408
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    • 2020
  • 양자 컴퓨터를 활용한 양자 알고리즘은 우리가 현재 사용하고 있는 많은 암호들의 안전성을 깨뜨릴 수 있다. 그루버 알고리즘을 n-bit 보안레벨을 가지는 대칭키 암호에 적용한다면 보안레벨을 O(2n/2)까지 낮출 수 있다. 그루버 알고리즘을 적용하기 위해서는 우선 대상 암호가 양자 회로로 구현되어야 한다. 때문에 대상 블록암호를 양자 회로로 최적화하는 연구들이 최근 활발히 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 국산 경량 블록암호 LEA를 양자 회로에서 최적화 하였다. 기존의 LEA 양자 회로구현과 비교하여 양자 게이트는 더 많이 사용하였지만, 큐빗을 획기적으로 줄일 수 있었으며 이에 대한 성능 평가를 수행하였다. 마지막으로 제안하는 LEA 구현에 그루버 알고리즘을 적용하기 위한 양자 자원을 평가하였다.

Implementation of quantum circuit optimization for SIMECK (SIMECK에 대한 양자회로 최적화 구현)

  • Song, Gyeong-Ju;Jang, Kyung-Bae;Sim, Min-Joo;Seo, Hwa-Jeong
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2022.11a
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    • pp.97-99
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    • 2022
  • 대규모 양자컴퓨터가 등장하면 기존 암호체계가 더 이상 안전하지 않을 것이라 예상한다. 양자 알고리즘인 Grover's brute-force 알고리즘은 대칭키 암호에 대한 attack을 가속화 시켜 보안강도를 감소시킨다. 따라서 양자컴퓨터의 가용 자원이 암호공격에 필요한 자원에 도달했을 때, 공격 대상 암호가 깨지는 시점으로 보고 있다. 많은 선행 연구들은 암호를 양자회로로 구현하여 공격에 필요한 자원을 추정하고 암호에 대한 양자 강도를 확인하였다. 본 논문에서는 이러한 연구동기로 ARX 구조의 SIMECK 경량암호에 대한 양자회로를 처음으로 제안한다. 우리는 SIMECK 양자회로에 대한 최적의 양자회로 구현을 제시하고 각 함수의 동작을 설명한다. 마지막으로 SIMECK 양자회로에 대한 양자자원을 추정하고 SIMON 양자회로와 비교하여 평가한다.

Research Trend about Quantum Circuit Implementation for AES S-Box (AES S-Box에 대한 양자 회로 구현 동향)

  • Jang, Kyung-Bae;Lim, Se-Jin;Lee, Min-Woo;Seo, Hwa-Jeong
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2022.11a
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    • pp.30-32
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    • 2022
  • 다가오는 양자 컴퓨터 시대에 대비하여, 양자 컴퓨터상에서의 암호 분석은 활발한 연구 분야 중 하나이다. 양자 알고리즘을 사용한 암호 분석 시, 대상 암호는 반드시 양자 회로로 구현되어 양자 컴퓨터상에서 동작될 수 있어야 한다. 이에 공개키 암호인 RSA, ECC의 핵심 연산 또는 다양한 대칭키 암호들에 대해 양자 회로로 최적화 구현하는 연구들이 발표되고 있다. AES는 고전 컴퓨터상에서 뿐만 아니라, 양자 컴퓨터상에서 활발한 최적화 구현 대상이다. AES의 양자 회로 구현 시, 가장 많은 양자 자원이 필요한 연산은 S-Box이다. 이에 본 논문에서는 다양한 AES 양자 구현에서의 다양한 S-Box 양자회로 구현에 대해 살펴보고 다양한 최적화 특징에 대해 살펴본다.

A Study on the Implementation Method of Quantum Circuit Optimization for Cipher (암호의 양자 회로 최적화 구현 방법에 대한 연구)

  • Yu-Jin Yang;Kyung-Bae Jang;Se-Jin Lim;Yu-Jin Oh;Hwa-Jeong Seo
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.168-171
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    • 2023
  • 양자 컴퓨터가 발전됨에 따라 이와 관련된 연구들이 꾸준히 발표되고 있다. 그 중 양자 컴퓨터의 응용과 밀접한 연관이 있는 양자 회로 최적화 연구는 양자 컴퓨터 환경에서의 암호 공격 비용 추정 연구에서 핵심으로 여겨진다. 본 논문에서는 양자 회로 최적화를 위한 방법과 암호 구현 분야에서 이를 적용한 논문들에 대해 살펴보고자 한다.

Implementation of Classic McEliece Public Key Generation Quantum Circuit (Classic McEliece 공개키 생성 양자회로 구현)

  • Yu-jin Oh;Kyung-bae Jang;Se-jin Lim;Hwa-jeong Seo
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2023.11a
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    • pp.179-182
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    • 2023
  • 양자 알고리즘인 Shor 알고리즘으로 공개키 암호의 보안성이 붕괴됨에 따라 NIST는 양자내성암호 표준화 공모전을 진행하였다. 또한 암호시스템의 양자 후 보안을 위해, 양자 컴퓨터상에서 암호 알고리즘들을 미리 구현하고 분석하는 연구가 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는, NIST 양자내성암호 공모전 Round 4의 후보 알고리즘인 Classic McEliece의 공개키 생성 양자 회로 구현을 제시하고 회로에 필요한 양자 자원을 추정한다.