• 제목/요약/키워드: Quantum mechanics

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Quantum Jump Approach to Stimulated Absorption and Emission

  • Lee, Chang Jae
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제27권8호
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    • pp.1186-1188
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    • 2006
  • In this paper a new theory is presented to treat the problem of stimulated absorption and emission of photons between energy levels from the standpoint of discrete quantum jumps. In order to implement the theory a scheme to avoid the quantum Zeno effect is proposed. Numerical simulations are performed to demonstrate that this approach does not contradict the principles of the standard wave mechanics. It is shown that with this approach one can obtain photon observation statistics as well.

Field Effect Transistor of Vertically Stacked, Self-assembled InAs Quantum Dots with Nonvolatile Memory

  • Li, Shuwei;Koike, Kazuto;Yano, Mitsuaki
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제2권3호
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    • pp.170-172
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    • 2002
  • The epilayer of vertically stacked, self-assembled InAs Quantum Dots (QDs)was grown by MBE with solid sources in non-cracking K-cells, and the sample was fabricated to a FET structure using a conventional technology. The device characteristic and performance were studied. At 77K and room temperature, the threshold voltage shift values are 0.75V and 0.35 V, which are caused by the trapping and detrapping of electrons in the quantum dots. Discharging and charging curves form the part of a hysteresis loop to exhibit memory function. The electrical injection of confined electrons in QDs products the threshold voltage shift and memory function with the persistent electron trapping, which shows the potential use for a room temperature application.

Rapid Detection of Trace 1,4-Dichlorobenzene Using Laser Mass Spectrometry

  • Ding, Lei;Ma, Jing;Zheng, Haiyang;Fang, Li;Zhang, Weijun;Kim, Duk-Hyeon;Cha, Hyung-Ki
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제27권9호
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    • pp.1393-1396
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    • 2006
  • The 1+1 two-photon Resonant Enhanced Multiphoton Ionization (REMPI) spectra of 1,4-dichlorobenzene was obtained from 240 nm through to 250 nm on a laser mass spectrometer. Special care was taken to build up a heatable sample inlet system suitable for detecting a trace semi-volatile organic compound and reducing the memory effort on the inner wall of the inlet system. The detection limits of 1,4-dichlorobenzene in ppbV/V concentration range at certain wavelengths are presented.

직교 시퀀스를 이용한 양자통신에서의 효율적인 신호 검출 기법 (Efficient Signal Detection Technique Using Orthogonal Sequence for Quantum Communication)

  • 김윤현;김진영
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.21-26
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    • 2012
  • 우리나라는 지난 20여 년 디지털 정보기술 강국을 지향해 왔지만 선진국에서 이미 투자를 시작한 양자 정보 과학 분야에 대한 연구 및 투자는 거의 이루어지지 않았으며, 양자 정보 통신 기술의 수준 또한 개발 선진국들에 비해 턱없이 부족한 상황이다. 최근, 양자역학에 기반을 두고 있는 양자 정보 처리 및 통신에 대한 연구가 세계적으로 활발히 진행 중이다. 90년대부터 본격화된 양자정보이론의 연구는 양자 컴퓨팅, 양자 통신, 양자 정보이론 등의 분야에서 발전해오고 있으며, 90년대 말에 이르러 양자 암호 통신 및 양자 알고리즘 등의 분야에서 큰 연구 성과를 나타내기 시작하였다. 본 논문에서는, 양자 통신 시스템에서 효율적인 양자 신호 전송 및 검출을 위해 직교 시퀀스를 이용한 효율적인 양자 신호 검출 방안에 대해 논하고자 한다.

양자암호 통신망에서 양자키 관리를 위한 통합 데이터 구조 (Integrated Data Structure for Quantum Key Management in Quantum Cryptographic Network)

  • 김현철
    • 융합보안논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.3-7
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    • 2021
  • 양자 역학을 기반으로 하는 양자암호통신에서는 각각의 정보를 개별적인 광자에 실어 전송하기 때문에 일부만 도청하는 것이 기본적으로 불가능하며, 침입자가 광자를 불법적으로 가로채 수신자에게 재전송을 하여도 양자 복제 불가능성 원리에 의해 같은 정보를 광자에 실어 보내는 것이 불가능하다. 한편 네트워크 기반 다양한 서비스의 폭발적 증대와 함께 해당 서비스의 보안성 보장이 필수적으로 요구되면서 양자암호 통신망의 구축 및 관련 서비스가 다양한 형태로 추진되고 있다. 그러나 양자키 분배(QKD: Quantum Key Distribution) 기술의 발전과는 별개로 이를 활용한 네트워크 구축 및 다양한 양자암호 기반 서비스 제공 방안에 관해서는 많은 연구가 필요한 상태이다. 본 논문에서는 양자암호 장치를 기반으로, 다양한 양자암호 통신망 장비 간에 양자키를 전달하고 암호화된 전송환경 구현을 위한 통합 데이터 구조를 제안하였다.

대규모 양자컴퓨팅 회로 3차원 시각화 기법 (3D Circuit Visualization for Large-Scale Quantum Computing)

  • 김주환;최병수;조동식
    • 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.

Fabrication of Schottky Device Using Lead Sulfide Colloidal Quantum Dot

  • Kim, Jun-Kwan;Song, Jung-Hoon;An, Hye-Jin;Choi, Hye-Kyoung;Jeong, So-Hee
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.189-189
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    • 2012
  • Lead sulfide (PbS) nanocrystal quantum dots (NQDs) are promising materials for various optoelectronic devices, especially solar cells, because of their tunability of the optical band-gap controlled by adjusting the diameter of NQDs. PbS is a IV-VI semiconductor enabling infrared-absorption and it can be synthesized using solution process methods. A wide choice of the diameter of PbS NQDs is also a benefit to achieve the quantum confinement regime due to its large Bohr exciton radius (20 nm). To exploit these desirable properties, many research groups have intensively studied to apply for the photovoltaic devices. There are several essential requirements to fabricate the efficient NQDs-based solar cell. First of all, highly confined PbS QDs should be synthesized resulting in a narrow peak with a small full width-half maximum value at the first exciton transition observed in UV-Vis absorbance and photoluminescence spectra. In other words, the size-uniformity of NQDs ought to secure under 5%. Second, PbS NQDs should be assembled carefully in order to enhance the electronic coupling between adjacent NQDs by controlling the inter-QDs distance. Finally, appropriate structure for the photovoltaic device is the key issue to extract the photo-generated carriers from light-absorbing layer in solar cell. In this step, workfunction and Fermi energy difference could be precisely considered for Schottky and hetero junction device, respectively. In this presentation, we introduce the strategy to obtain high performance solar cell fabricated using PbS NQDs below the size of the Bohr radius. The PbS NQDs with various diameters were synthesized using methods established by Hines with a few modifications. PbS NQDs solids were assembled using layer-by-layer spin-coating method. Subsequent ligand-exchange was carried out using 1,2-ethanedithiol (EDT) to reduce inter-NQDs distance. Finally, Schottky junction solar cells were fabricated on ITO-coated glass and 150 nm-thick Al was deposited on the top of PbS NQDs solids as a top electrode using thermal evaporation technique. To evaluate the solar cell performance, current-voltage (I-V) measurement were performed under AM 1.5G solar spectrum at 1 sun intensity. As a result, we could achieve the power conversion efficiency of 3.33% at Schottky junction solar cell. This result indicates that high performance solar cell is successfully fabricated by optimizing the all steps as mentioned above in this work.

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양자 컴퓨팅 환경에 안전한 NTRU 기반 인증 및 키 분배 프로토콜 (Secure NTRU-based Authentication and Key Distribution Protocol in Quantum Computing Environments)

  • 정성하;이경근;박영호
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.1321-1329
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    • 2017
  • A quantum computer, based on quantum mechanics, is a paradigm of information processing that can show remarkable possibilities of exponentially improved information processing. This paradigm can be solved in a short time by calculating factoring problem and discrete logarithm problem that are typically used in public key cryptosystems such as RSA(Rivest-Shamir-Adleman) and ECC(Elliptic Curve Cryptography). In 2013, Lei et al. proposed a secure NTRU-based key distribution protocol for quantum computing. However, Lei et al. protocol was vulnerable to man-in-the-middle attacks. In this paper, we propose a NTRU(N-the truncated polynomial ring) key distribution protocol with mutual authentication only using NTRU convolution multiplication operation in order to maintain the security for quantum computing. The proposed protocol is resistant to quantum computing attacks. It is also provided a secure key distribution from various attacks such as man-in-the middle attack and replay attack.