• Journal of the Korean Physical Society
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• 제81권
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• pp.258-266
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• 2022

Noisy intermediate scale quantum (NISQ) computers are a promising platform for studying many-body quantum states, such as interacting topological states. Here we prepare a one-dimensional bosonic symmetry-protected topological (SPT) phases using variational quantum eigensolver (VQE) algorithms, and demonstrate the randomized measurement of the corresponding many-body topological invariant, on a trapped-ion quantum computer. We show that the randomized measurement protocol is applicable in real machines, with the dominant error arising from the imperfect preparation of the quantum states.

• 전자통신동향분석
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• 제36권3호
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• pp.87-96
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• 2021

Quantum computers will be a game-changer in various fields, such as cryptography and new materials. Quantum computer is quite different from the classical computer by using quantum-mechanical phenomena, such as superposition, entanglement, and interference. The main components of a quantum computer can be divided into quantum-algorithm, quantum-classical control interface, and quantum processor. Universal quantum computing, which can be applied in various industries, is expected to have more than millions of qubits with high enough gate accuracy. Currently, It uses general-purpose electronic equipment, which is placed in a rack, at room temperature to make electronic signals that control qubits. However, implementing a universal quantum computer with a low error rate requires a lot of qubits demands the change of the current control system to be an integrated and miniaturized system that can be operated at low temperatures. In this study, we explore the fundamental units of the control system, describe the problems and alternatives of the current control system, and discuss a future quantum control system.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제16권6호
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• pp.1459-1478
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• 2020

In the last few years, quantum communication technology and services have been developing in various advanced applications to secure the sharing of information from one device to another. It is a classical commercial medium, where several Internet of Things (IoT) devices are connected to information communication technology (ICT) and can communicate the information through quantum systems. Digital communications for future networks face various challenges, including data traffic, low latency, deployment of high-broadband, security, and privacy. Quantum communication, quantum sensors, quantum computing are the solutions to address these issues, as mentioned above. The secure transaction of data is the foremost essential needs for smart advanced applications in the future. In this paper, we proposed a quantum communication model system for future ICT and methodological flow. We show how to use blockchain in quantum computing and quantum cryptography to provide security and privacy in recent information sharing. We also discuss the latest global research trends for quantum communication technology in several countries, including the United States, Canada, the United Kingdom, Korea, and others. Finally, we discuss some open research challenges for quantum communication technology in various areas, including quantum internet and quantum computing.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제17권1호
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• pp.151-162
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• 2021

Quantum information has passed the theoretical research period and has entered the realization step for its application to the information and communications technology (ICT) sector. Currently, quantum information has the advantage of being safer and faster than conventional digital computers. Thus, a lot of research is being done. The amount of big data that one needs to deal with is expected to grow exponentially. It is also a new business model that can change the landscape of the existing computing. Just as the IT sector has faced many challenges in the past, we need to be prepared for change brought about by Quantum. We would like to look at studies on quantum communication, quantum sensing, and quantum computing based on quantum information and see the technology levels of each country and company. Based on this, we present the vision and challenge for quantum information in the future. Our work is significant since the time for first-time study challengers is reduced by discussing the fundamentals of quantum information and summarizing the current situation.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1998년도 IUMRS-ICEM ABSTRACT BOOK
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• pp.71.1-71
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• 1998

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1998년도 IUMRS-ICEM ABSTRACT BOOK
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• pp.70.4-70
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• 1998

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.1-9
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• 2023

본 논문에서는 양자컴퓨팅 기술을 활용해 유의미한 수준의 현실 문제를 해결하는 데 있어서 응용을 어렵게 하는 요인이 무엇인지 도출하고, 관련 연구 동향과 방향성을 제시한다. 이를 위해, 양자컴퓨팅 기술을 응용하는 일의 어려움을 이해하는 데 필요한 양자 역학의 기본 지식을 컴퓨터공학의 관점에서 정리하고, 현재 상용화된 양자 컴퓨터와 양자 프로그래밍 계층을 문헌을 통해 분석한다. 또한 클라우드 기반 상용 양자컴퓨팅 서비스의 현황과 활용 방안에 대한 분석과정을 통해, 현시점에서 양자컴퓨팅의 실용적 응용을 어렵게 하는 요인으로 양자 컴퓨터 프로그래밍에 대한 진입장벽과 노이즈가 존재하는 중규모 양자 컴퓨터에 대한 제약사항, 아직 성장 중인 오픈소스 생태계, 현실 문제 크기에 대한 시뮬레이션의 어려움의 네 가지 요인을 도출하고 관련 연구에 대한 동향과 방향성을 제시한다. 이를 통해, 양자컴퓨팅 기술의 실용적 응용을 위한 토대를 마련하는 데 기여할 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.611-613
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• 2021

최근, 고전컴퓨터(Classic Computer)의 한계를 뛰어넘는 양자컴퓨터(Quantum Computer)에 대한 연구개발이 다양한 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 고전컴퓨터의 전기적인 신호처리와는 다르게 양자역학적인 원리를 사용한 양자컴퓨터는 양자 중첩(Quantum Superposition), 양자 얽힘(Quantum Entanglement)과 같은 다양한 양자역학의 현상/특성을 활용하여 연산을 수행하기 때문에 고전컴퓨터의 연산에 비해 아주 복잡한 연산과정을 거치게 된다. 또한, 큐비트의 종류, 배치, 연결성 등 실제 양자컴퓨터를 구동시키기 위해 구성되는 많은 요소들에 의한 각각의 영향이 양자컴퓨터의 연산 결과와 연산 과정에서 많은 영향을 끼치기 때문에 각각의 요소를 효율적이고 정확하게 활용하기 위해 실제 양자컴퓨터의 구동 이전에 데이터를 시각화하여 오류검증/최적화/신뢰성검증을 할 필요가 있다. 하지만 양자컴퓨터 내부에 구성된 다양한 요소들의 데이터를 전부 시각화 할 경우 직관적으로 원하는 데이터를 파악하는 것이 어렵기 때문에 선별적으로 데이터를 시각화 할 필요가 있다. 본 논문에서는 양자컴퓨터를 구성하는 다양한 요소들의 데이터를 시각화 하여 직관적으로 데이터를 관측하고 활용할 수 있도록 복잡하게 구성되는 양자컴퓨터 내부 회로 구성요소들을 계층적으로 시각화 하는 방법을 제안한다.

• 정보교육학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.507-518
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• 2016

본 논문에서는 STEAM 교육과 미래 유망직종인 컴퓨터 전문가 중 하나인 양자컴퓨터 전문가 대한 간접 체험의 기회를 제공하고자 국가수준 교육과정과의 연관성을 분석하여 초등학교 3-4학년을 위한 양자컴퓨터 전문가에 대하여 알아보고 자신의 진로와 연관지어 생각해볼 수 있는 STEAM 교육프로그램을 개발하였다. 하지만 초등학생들이 물리학 중 가장 어렵다는 양자역학을 근본으로 하는 양자컴퓨터의 기본이론을 이해하는 것이란 거의 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 게이미피케이션 메카니즘을 적용하여 양자역학 원리를 배울 수 있는 STEAM 프로그램을 제안하였다. 학생들이 흥미를 유발하고 양자컴퓨터의 가장 기본적인 원리 중 하나인 양자스핀과 양자컴퓨터와 연관된 양자암호, 그리고 아직 양자컴퓨터의 미완성 등을 간접적으로 체험할 수 있도록 교재를 개발하였으며, 이를 현장에 직접 적용하였다. 본 연구에서 제공하는 진로 STEAM 교육프로그램은 IT관련 진로 탐색과 관련 소양 함양에 긍정적인 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1060-1066
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• 2021

최근, 양자컴퓨터를 활용하기 위한 연구개발이 다양한 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 양자컴퓨터는 양자 얽힘, 양자중첩과 같은 다양한 양자역학의 현상과 특성을 활용하여 연산을 수행하기 때문에 기존 컴퓨팅 환경에 비해 아주 복잡한 연산과정을 거치게 된다. 이러한 양자컴퓨터를 구동하기 위해서는 연산에 활용되는 양자게이트의 구성뿐만 아니라 큐비트의 종류, 배치, 연결성 등 물리적인 양자컴퓨터의 요소를 반영한 알고리즘이 구성되어야 한다. 따라서 양자컴퓨터 구성요소들의 상호간 영향을 포함한 구성 정보를 직관적으로 파악할 수 있는 회로 시각화가 필요하다. 본 논문에서는 양자컴퓨터를 구성하는 양자칩 정보와 양자컴퓨팅 회로 데이터를 3D로 시각화하여 직관적으로 데이터를 관측하고 활용할 수 있도록 시각화 하여 직관적인 정보를 분석할 수 있는 방법을 제안한다.