Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지

Representation of Unary Singleton Languages using Quantum Finite State Automata

Sicheol Sung, Yo-Sub Han

Published Mar 25, 2025• 0 citations
Publisher

Abstract

양자 오토마타(quantum finite-state automaton, QFA)는 각 상태를 유한한 수의 큐비트(qubit)로 표현하는 오토마타다. QFA는 확률에 따라 문자열을 수락하거나 거부하며, QFA가 인식하는 언어는 해당 QFA가 임계값 이상의 확률로 수락하는 문자열의 집합이다. 본 논문에서는 다수측정(measure-many, MM-) QFA가 유계 단측오류(bounded one-sided error)를 통해 언어를 정의하는 경우, 모든 단항(unary) 한원소(singleton) 언어에 대하여 이를 정의하는 크기 4의 MM-QFA가 존재함을 보인다. 또한 이 경우에 상수 크기의 오류발생 확률을 보장하기 위한 QFA의 수행횟수를 제시한다.

DOI
10.5626/ktcp.2025.31.3.117

Related papers

Validation Using QCA Lookup Table and QRAM for Quantum Circuit Operation Verification

Sang-Hyeon Yoon, Jun‐Cheol Jeon

양자점 셀룰러 오토마타(QCA, Quantum-dot Cellular Automata)는 크기, 전력 소모, 그리고 정보 전달 속도에서 주목받고 있는 차세대 양자 회로 기술이다. QCA로 설계된 회로들을 검증하는 방법으로는 물리적 증명방법이 있다. 물리적 증명 방법은 시뮬레이션 환경 외에서도 QCA 회로를 검증할 수 있다는 장점이 있지만, 연산이 많이 필요하다는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 QCA 룩업 테이블(QLUT, QCA Look-Up Table)을 사용하여 회로를 검증하는 방법을 제안한다. QLUT를 이용한 검증은 입력에 따른 출력 값이 무엇이 나오는지를 미리 표의 형식으로 만들어 이를 활용하는 방법이다. 해당 방법을 사용함으로써 기존의 물리적 증명의 복잡한 연산을 수행할 필요 없이 더욱 간결하게 회로를 검증할 수 있다. 본 논문에서는 QLUT 기반 검증으로 QRAM(Quantum RAM)의 동작을 검증하고, 기존의 물리적 증명과 QLUT 방식을 비교 분석한다.

The Journal of Korean Institute of Information Technology•May 31, 2020•0 citations

Korean Sentiment Analysis using Quantum Circuit-based Classification Model

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.

Journal of KIISE•Sep 28, 2026•0 citations

A Quantum Gate-based Fuzzy Inference Computation for Fuzzy Rules with Fuzzy Singleton Consequent

Heesoo Hwang

양자 계산을 퍼지 추론에 도입한 기존 연구는 퍼지 추론의 집계 과정에만 양자 계산을 적용하는 한계가 있었다. 본 논문에서는 퍼지화 및 비퍼지화 연산을 제외한 나머지 추론 과정을 양자 계산으로 처리하는 방법을 제안한다. 이를 위해 후건부는 퍼지 싱글톤을 갖는 퍼지 규칙을 사용한다. 활성화될 퍼지 규칙의 전건부 탐색, 전건부 적합도 계산 및 후건부 퍼지 싱글톤의 함의 과정은 양자 계산으로 병렬처리 된다. 퍼지 규칙 베이스는 양자 컴퓨터에서 프로그램 되고 실행되는 양자 회로로 구현된다. 비퍼지화는 양자회로의 측정을 통해 얻어진 값을 전통적인 덧셈 연산으로 처리된다. 예시 퍼지 규칙 베이스 시스템에 대해 제안된 방법을 시뮬레이션 하고 계산 정확도와 계산 복잡도로 그 성능을 평가한다. 기존 컴퓨팅 방식에서 집계와 함의 연산의 계산 복잡도가 𝘖(𝑚𝑛)이지만 본 논문에서 제안한 방식은 규칙베이스에 대한 질의 𝘖(₁)으로 이루어진다.

Journal of Korean institute of intelligent systems•Apr 30, 2026•0 citations

Quantum Error Correction Code Scheme used for Homomorphic Encryption like Quantum Computation

한국과학기술정보연구원/과학기술연구망센터, IlKwon Sohn, Jonghyun Lee +3 more

최근 엄청난 계산 능력을 보여주는 양자 컴퓨터와 정보 접근성이 높고 비용이 낮은 클라우드 컴퓨팅에 대한 개발이 활발하 게 이루어지고 있다. 이러한 양자 컴퓨터의 경우 양자오류정정부호가 필수적이며, 클라우드 컴퓨팅의 경우 보안성 및 계산성 을 확보하기 위해 동형암호가 사용될 수 있다. 각각 다른 목적을 위해 사용되는 이 두 기법은 서로 비슷한 가정을 바탕으로 하고 있어, 양자오류정정부호를 기반으로 동형암호를 구성하는 연구들이 진행되어왔다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 양자 오류정정부호를 변형하여 동형암호적 양자정보처리가 가능한 기법을 제시한다. 기존의 양자오류정정부호를 이용한 동형암호 기법의 경우 부호를 사용하였지만 오류정정 능력이 전혀 없는데 반해, 제시한 양자오류정정부호 기법을 사용하면 동형암호적 양자정보처리가 가능하면서도, 동시에 양자오류정정부호 본연의 기능인 양자정보의 연산, 저장 중의 오류를 정정할 수 있는 장점이 존재한다.

Jouranl of Information and Security•Sep 30, 2019•0 citations

Generating Metamorphic Test Cases using 2-qubit Quantum Gate Combinations

Woo-Yeob Hyun, Dongsu Kang

양자 컴퓨팅은 노이즈 민감성으로 인해 동일한 회로를 반복 실행하더라도 출력 확률 분포가 매번 달라질 수 있다. 본 연구는 이상적인 환경에서 동일한 출력 분포를 예상할 수 있는 2-큐비트 양자 게이트 조합을 메타모픽 테스트 케이스로 설계하고, Depolarizing, Amplitude Damping, Phase Damping 노이즈 모델을 적용하여 각 노이즈가 출력 확률 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 실험 결과, 모든 노이즈 모델에서 노이즈가 0.01에 도달하자 p-value가 유의수준 이하로 떨어져 정의한 메타모픽 관계가 붕괴되었으며, KL-Divergence와 Cosine Similarity를 통해 예상 출력 분포와의 차이가 노이즈 강도에 따라 누적됨을 정량적으로 확인하였다. 메타모픽 테스팅 기법을 양자 게이트 조합에 적용할 때, 제안한 세 가지 지표를 활용하여 메타모픽 관계 판정 가능 여부를 확인하고 그 과정을 정량적으로 추적함으로써 양자 게이트 테스팅을 수행할 수 있다. 연구 결과는 양자 컴퓨팅 신뢰성 평가 및 노이즈 내성 회로 설계 등에 활용될 수 있으며, 다양한 양자 소프트웨어 테스팅 방법론으로 가능성을 제시한다.

Journal of the Korea Society of Computer and Information•May 31, 2026•0 citations

Integrated Data Structure for Quantum Key Management in Quantum Cryptographic Network

남서울대학교 컴퓨터소프트웨어학과 교수, Hyuncheol Kim

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 불가능성원리에 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 구축및 다양한 양자암호 기반 서비스 제공 방안에 관해서는 많은 연구가 필요한 상태이다. 본 논문에서는 양자암호 장치를기반으로, 다양한 양자암호 통신망 장비 간에 양자키를 전달하고 암호화된 전송환경 구현을 위한 통합 데이터 구조를제안하였다.

Jouranl of Information and Security•Mar 31, 2021•0 citations
양자 오토마타(quantum finite-state automaton, QFA)는 각 상태를 유한한 수의 큐비트(qubit)로 표현하는 오토마타다. QFA는 확률에 따라 문자열을 수락하거나 거부하며, QFA가 인식하는 언어는 해당 QFA가 임계값 이상의 확률로 수락하는 문자열의 집합이다. 본 논문에서는 다수측정(measure-many, MM-) QFA가 유계 단측오류(bounded one-sided error)를 통해 언어를 정의하는 경우, 모든 단항(unary) 한원소(singleton) 언어에 대하여 이를 정의하는 크기 4의 MM-QFA가 존재함을 보인다. 또한 이 경우에 상수 크기의 오류발생 확률을 보장하기 위한 QFA의 수행횟수를 제시한다.
양자점 셀룰러 오토마타(QCA, Quantum-dot Cellular Automata)는 크기, 전력 소모, 그리고 정보 전달 속도에서 주목받고 있는 차세대 양자 회로 기술이다. QCA로 설계된 회로들을 검증하는 방법으로는 물리적 증명방법이 있다. 물리적 증명 방법은 시뮬레이션 환경 외에서도 QCA 회로를 검증할 수 있다는 장점이 있지만, 연산이 많이 필요하다는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 QCA 룩업 테이블(QLUT, QCA Look-Up Table)을 사용하여 회로를 검증하는 방법을 제안한다. QLUT를 이용한 검증은 입력에 따른 출력 값이 무엇이 나오는지를 미리 표의 형식으로 만들어 이를 활용하는 방법이다. 해당 방법을 사용함으로써 기존의 물리적 증명의 복잡한 연산을 수행할 필요 없이 더욱 간결하게 회로를 검증할 수 있다. 본 논문에서는 QLUT 기반 검증으로 QRAM(Quantum RAM)의 동작을 검증하고, 기존의 물리적 증명과 QLUT 방식을 비교 분석한다.
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.
양자 계산을 퍼지 추론에 도입한 기존 연구는 퍼지 추론의 집계 과정에만 양자 계산을 적용하는 한계가 있었다. 본 논문에서는 퍼지화 및 비퍼지화 연산을 제외한 나머지 추론 과정을 양자 계산으로 처리하는 방법을 제안한다. 이를 위해 후건부는 퍼지 싱글톤을 갖는 퍼지 규칙을 사용한다. 활성화될 퍼지 규칙의 전건부 탐색, 전건부 적합도 계산 및 후건부 퍼지 싱글톤의 함의 과정은 양자 계산으로 병렬처리 된다. 퍼지 규칙 베이스는 양자 컴퓨터에서 프로그램 되고 실행되는 양자 회로로 구현된다. 비퍼지화는 양자회로의 측정을 통해 얻어진 값을 전통적인 덧셈 연산으로 처리된다. 예시 퍼지 규칙 베이스 시스템에 대해 제안된 방법을 시뮬레이션 하고 계산 정확도와 계산 복잡도로 그 성능을 평가한다. 기존 컴퓨팅 방식에서 집계와 함의 연산의 계산 복잡도가 𝘖(𝑚𝑛)이지만 본 논문에서 제안한 방식은 규칙베이스에 대한 질의 𝘖(₁)으로 이루어진다.
최근 엄청난 계산 능력을 보여주는 양자 컴퓨터와 정보 접근성이 높고 비용이 낮은 클라우드 컴퓨팅에 대한 개발이 활발하 게 이루어지고 있다. 이러한 양자 컴퓨터의 경우 양자오류정정부호가 필수적이며, 클라우드 컴퓨팅의 경우 보안성 및 계산성 을 확보하기 위해 동형암호가 사용될 수 있다. 각각 다른 목적을 위해 사용되는 이 두 기법은 서로 비슷한 가정을 바탕으로 하고 있어, 양자오류정정부호를 기반으로 동형암호를 구성하는 연구들이 진행되어왔다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 양자 오류정정부호를 변형하여 동형암호적 양자정보처리가 가능한 기법을 제시한다. 기존의 양자오류정정부호를 이용한 동형암호 기법의 경우 부호를 사용하였지만 오류정정 능력이 전혀 없는데 반해, 제시한 양자오류정정부호 기법을 사용하면 동형암호적 양자정보처리가 가능하면서도, 동시에 양자오류정정부호 본연의 기능인 양자정보의 연산, 저장 중의 오류를 정정할 수 있는 장점이 존재한다.
양자 컴퓨팅은 노이즈 민감성으로 인해 동일한 회로를 반복 실행하더라도 출력 확률 분포가 매번 달라질 수 있다. 본 연구는 이상적인 환경에서 동일한 출력 분포를 예상할 수 있는 2-큐비트 양자 게이트 조합을 메타모픽 테스트 케이스로 설계하고, Depolarizing, Amplitude Damping, Phase Damping 노이즈 모델을 적용하여 각 노이즈가 출력 확률 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 실험 결과, 모든 노이즈 모델에서 노이즈가 0.01에 도달하자 p-value가 유의수준 이하로 떨어져 정의한 메타모픽 관계가 붕괴되었으며, KL-Divergence와 Cosine Similarity를 통해 예상 출력 분포와의 차이가 노이즈 강도에 따라 누적됨을 정량적으로 확인하였다. 메타모픽 테스팅 기법을 양자 게이트 조합에 적용할 때, 제안한 세 가지 지표를 활용하여 메타모픽 관계 판정 가능 여부를 확인하고 그 과정을 정량적으로 추적함으로써 양자 게이트 테스팅을 수행할 수 있다. 연구 결과는 양자 컴퓨팅 신뢰성 평가 및 노이즈 내성 회로 설계 등에 활용될 수 있으며, 다양한 양자 소프트웨어 테스팅 방법론으로 가능성을 제시한다.
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 불가능성원리에 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 구축및 다양한 양자암호 기반 서비스 제공 방안에 관해서는 많은 연구가 필요한 상태이다. 본 논문에서는 양자암호 장치를기반으로, 다양한 양자암호 통신망 장비 간에 양자키를 전달하고 암호화된 전송환경 구현을 위한 통합 데이터 구조를제안하였다.