• 전자공학회논문지SC
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• 제44권3호
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• pp.45-50
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• 2007

1550nm의 파장대를 이용하는 자동 위상보정 양자암호 시스템을 소개한다. 양자키 분배 시스템에서 자동위상보정된 양자키 분배를 위한 메인 컨트롤보드와 phase modulator를 제어할 수 있는 보드를 제작하였고, 단일광자검출기를 위한 dark count당 photon count, quantum key distribution rate($R_{sift}$)와 quantum bit error rate(QBER)값을 측정하였다. 이 시스템은 25km의 광섬유상에서 quantum bit error rate(QBER) 3.5%의 결과값을 얻었고, 이는 상용화가 가능할 것으로 예상된다.

• 정보보호학회논문지
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• 제31권6호
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• pp.1149-1156
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• 2021

Brute force 공격을 가속화 시키는 Grover 알고리즘은 대칭키 암호의 키 복구에 적용 가능하며, NIST에서는 대칭키 암호에 대한 Grover 공격 비용을 양자 후 보안 강도 추정에 활용하고 있다. 본 논문에서는 DES를 양자 회로로 최적화 구현하여 Grover 알고리즘 공격 비용을 추정한다. NIST에서는 128, 192, 256-bit 키를 사용하는 대칭키 암호에 대해 AES의 공격 비용을 기준으로 양자 후 보안 강도를 추정하고 있다. DES에 대해 추정한 공격 비용은 DES가 양자 컴퓨터의 공격으로부터 어느 정도의 내성을 가지고 있는지 분석해볼 수 있다. 현재 64-bit 키를 사용하는 대칭키 암호들에 대한 양자 후 보안 지표가 아직 존재하지 않기 때문에 본 논문에서 추정한 64-bit 키를 사용하는 DES에 대한 Grover 공격 비용이 기준으로 활용될 수 있다. 제안하는 DES의 양자 회로 구현 적합성 및 공격 비용 분석에는 양자 프로그래밍 툴인 ProjectQ가 사용되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.323-330
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• 2021

최근에는 양자 컴퓨터의 빠른 연산의 장점이 알려지면서 큐비트를 활용한 양자회로에 대한 관심이 높아지고 있다. 그루버 알고리즘은 n-bit의 보안 레벨의 대칭키 암호와 해시 함수를 n/2-bit 보안 레벨까지 낮출 수 있는 양자 알고리즘이다. 그루버 알고리즘은 양자 컴퓨터상에서 동작하기 때문에 적용 대상이 되는 대칭키 암호와 해시함수는 양자 회로로 구현되어야 한다. 이러한 연구 동기로, 최근 들어 대칭키 암호 또는 해시 함수를 양자 회로로 구현하는 연구들이 활발히 수행되고 있다. 하지만 현재는 큐비트의 수가 제한적인 상황으로 최소한의 큐비트 개수로 구현하는 것에 관심을 가지고 효율적인 구현을 목표로 하고 있다. 본 논문에서는 국산 해시함수 LSH 구현에 큐빗 재활용, 사전 연산을 통해 사용 큐빗 수를 줄였다. 또한, Mix, Final 함수와 같은 핵심 연산들을 IBM에서 제공하는 양자 프로그래밍 툴인 ProjectQ를 사용하여 양자회로로 효율적으로 구현하였고 이에 필요한 양자 자원들을 평가하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제10권4호
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• pp.101-106
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• 2021

양자 알고리즘과 양자 컴퓨터는 우리가 현재 사용하고 있는 많은 암호들의 안전성을 깨뜨릴 수 있다. 그루버 알고리즘을 n-bit 보안레벨을 가지는 대칭키 암호에 적용한다면 보안레벨을 (n/2)-bit 까지 낮출 수 있다. 그루버 알고리즘을 적용하기 위해서는 오라클 함수에 대칭키 암호가 양자 회로로 구현되어야 하기 때문에 대상 암호를 양자 회로로 최적화하는 것이 가장 중요하다. 이에 AES 또는 경량 블록암호를 양자 회로로 구현하는 연구들이 최근 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 국산 경량 블록암호 LEA를 양자 회로로 최적화하여 구현 하였다. 기존의 LEA 양자회로 구현과 비교하여 양자 게이트는 더 많이 사용하였지만, 큐빗을 획기적으로 줄일 수 있었으며 이러한 트레이드오프 문제에 대한 성능 평가를 수행하였다. 마지막으로 제안하는 LEA 양자 회로에 그루버 알고리즘을 적용하기 위한 양자 자원들을 평가하였다.

• Progress in Superconductivity
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• 제8권1호
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• pp.16-21
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• 2006

In this paper, current status of experimental and theoretical work on quantum bits based on the semiconductor quantum dots in the University of Seoul will be presented. A new proposal utilizing the multi-valley quantum state transitions in a Si quantum dot as a possible candidate for a quantum bit with a long decoherence time will be also given. Qubits are the multi-valley symmetric and anti-symmetric orbitals. Evolution of these orbitals is controlled by an external electric field, which turns on and off the inter-valley interactions. Initialization is achieved by turning on the inter-valley Hamiltonian to let the system settle down to the symmetric orbital state. Estimates of the decoherence time is made for the longitudinal acoustic phonon process.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권4호
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• pp.7-14
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• 2012

X-ray용 CMOS 영상 센서의 대조 해상도는 신호처리부 첫 단의 sample-and-hold 회로에서 단일 MOS 스위치를 사용하거나 이를 개선한 bootstrapped clock circuit을 스위치로 사용할 경우에도 높은 신호에서 제한되는 문제를 가지고 있다. Bootstrapped clock circuit을 이용하는 sample-and-hold 회로가 charge injection 현상으로 인해 sample 신호의 왜곡을 일으키기 때문이다. 본 논문에서는 계산을 통해 필요로 하는 범위의 L(Inductor)값 구현을 위해 표준 CMOS 공정에서 구현 가능한 micro-inductor를 3차원 구조로 설계하였고, 이를 이용하여 센서의 대조 해상도 혹은 ENOB(Effective number of bit)값이 향상된 sample-and-hold 회로를 제안하였다. 0.35 um CMOS 공정에서 BCC를 이용해 설계된 sample-and-hold 회로에 최적화된 L 값을 갖는 micro-inductor를 추가하여 ENOB가 17.64 bit에서 18.34 bit로 약 0.7 bit의 해상도 상승을 시뮬레이션으로 검증하였다. 제안된 micro-inductor 방법은 고해상도를 필요로 하는 mammography의 경우 환자가 받는 방사선량을 줄이는 효과가 있을 것으로 기대한다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.3-14
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• 2013

본 논문에서는 어떠한 이진 입력 이산 퀀텀채널(quantum channel)이 주어지더라도 대칭 용량을 달성할 수 있는 qubit(quantum bit)를 생성하기 위해, 극(polar) 퀀텀 채널 코딩이라 부르는 퀀텀 채널의 결합과 분리 형태를 제시한다. 현재의 용량은 동등 확률을 갖는 임의의 qubit 입력에 따라서 결정된다. 퀀텀채널의 분극은 대칭채널이 1에 근접하면 rate 1로 아니면 rate 0으로 전송하는 채널을 통해 퀀텀 데이터를 부분적으로 전송하는 퀀텀 오류정정 부호화에 아주 적합하다.

• 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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• 한국초전도저온공학회 2002년도 학술대회 논문집
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• pp.131-134
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• 2002

In this work, we have developed a systematic way of utilizing the basic design tools for superconductive electronics. This include WRSPICE, XIC, margin program, and L-meter. Since the high performance analog-to- digital converter can be built with Rapid Single Flux Quantum (RSFQ) logic circuits the development of superconductive analog-to-digital converter has attracted a lot of interests as one of the most prospective area of the application of Josephson Junction technology. One of the main advantages in using Rapid Single Flux Quantum logic in the analog-to-digital converter is the low voltage output from the Josephson junction switching, and hence the high resolution. To design an 1-bit analog-digital converter, first we have used XIC tool to compose a circuit schematic, and then studied the operational principle of the circuit with WRSPICE tool. Through this process, we obtained the proper circuit diagram of an 1-bit analog-digital converter circuit. Based on this circuit we performed margin calculations of the designed circuits and optimized circuit parameters. The optimized circuit was laid out as a mask drawing. Inductance values of the circuit layout were calculated with L-meter. Circuit inductors were adjusted according to these calculations and the final layout was obtained.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.837-842
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• 2010

본 논문에서는 양자암호 시스템의 설계과정에서 필연적으로 사용되는 의사난수들의 비트열들이 다수개 존재하는 현상과 이를 상호 공개된 채널에서 부분정보를 공유해야 하는 상황은 비트열들의 쌍을 노출시킨다. 본고에서는 이러한 의사난수 열의 기본 테스트 과정과 이를 벗어나는 이진 병합 비트열의 난수성에 대하여 살펴본다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.31-40
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• 2022

본 논문은 기존 QSBC(Quantum Short-Block Code)의 기능은 보전하면서 파울리 X 및 Y 오류에 의한 단일 비트플립 오류정정 기능을 부가한 증강된 QSBC를 제안한다. 증강된 QSBC는 기존 QSBC에 정보워드 수만큼의 추가적인 보조 큐비트와 Toffoli 게이트를 삽입해 단일 파울리 X 오류의 진단과 자동정정 기능을 부여한 것이다. 본 논문은 종자 벡터를 이용한 증강된 QSBC의 일반적 확장 방법과 확장성을 반영한 단일 비트플립오류 자동정정 함수의 Toffoli 게이트 실현 방법도 제시하였다. 본 논문이 제안한 증강된 QSBC는 보조 큐비트 삽입으로 인해 코딩률이 최소 1/3과 최대 1/2인 trade-off를 갖는다.