양자의 “병 주고 약 주기”

김재완

김재완

양자물리학은 디지털통신보안에 대해 ‘병 주고 약 주는’ 관계에 있다. 양자컴퓨터는 디지털컴퓨터로는 풀기 어려운 문제를 쉽게 풀 수 있을 것으로 기대되어, 어려운 수학 문제에 그 보안성을 담보하는 공개키 암호체제가 양자컴퓨터의 위협 앞에 놓이게 된 한편, 양자물리학은 일회용난수표를 도청이 절대 불가능한 방식으로 전송하는 양자암호기술이라는 새로운 형태의 암호체제를 제시한다. 양자암호기술은 기존의 암호기술과 함께 21세기 디지털통신에 완벽한 보안대책을 제공하게 될 것이다.

소광섭

지동표

김헌오, 윤천주, 조석범 +1 more

1.5 μm 통신파장 대역 단일광자의 효율적인 측정을 위해서 PPLN WG(periodically poled LiNbO₃ waveguide)에서 준위상정합을 이용한 합주파수 생성에 의한 주파수 상향변환 검출기를 구성하고 검출 효율, 잡음 계수 및 타이밍 지터를 측정하였다. 974 nm에서 발진하는 펌프광의 세기가 300 mW일 때 최대 검출효율이 약 7%, 잡음 계수율은 약 480 kHz로 측정되었다. 피코초펄스 레이저를 이용한 자발적 매개하향변환에서 발생한 펄스형 단일광자 신호를 이용하여 측정된 주파수 상향변환 검출기의 최소 타이밍 지터는 약 39.1 ps였다. 또한 아주 좁은 동시계수 시간 폭으로 펄스형의 주파수 상향변환된 단일광자를 측정하면 잡음의 효과를 최소화할 수 있고, 신호대 잡음비의 특성을 최대로 높일 수 있다.

박천음

최근 텍스트 분석, 감성 분석 등 영어 데이터 기반 자연어처리 태스크에 대하여 양자 자연어처리(Quantum NLP) 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 한국어 감성 분석을 대상으로 한 양자 자연어 처리 모델을 제안하며, 양자회로 기반 모델이 한국어 문제를 해결할 수 있음을 분석한다. 제안 방법은 사전학습 언어모델의 단어 임베딩을 매개변수화 양자회로(PQC)에 진폭 부호화하고 computational basis 기저상태 확률을 측정하는 양자회로를 기반으로 하며, 모든 양자회로는 실제 양자 하드웨어가 아닌 고전 GPU 상의 상태벡터 시뮬레이션으로 실행된다. 제안 방법은 목적에 따라 두 가지 구성으로 활용된다. 단어 임베딩 위에 PQC를 적용하는 효율 중심 구성은 2∼4qubit 소규모 회로로 구성하며, ansatz, qubit 수, 회로 깊이, 풀링을 최적화한다. NSMC에서 KcELECTRA 대비 약 70% 적은 파라미터만으로 86.1%의 정확도(약 6%p 차이 이내)를 유지하면서 고전 GPU 시 뮬레이션 환경에서 약 1.7배 빠른 추론을 보인다. 한편 KcELECTRA 인코더 위에 PQC를 적용하는 성능 중심 구성은 NSMC 91.8%, 네이버 쇼핑 94.2%로 성능이 향상되는 것을 확인하였다.