본 연구실에서는 중첩(superposition) 또는 양자 얽힘(quantum entanglement)과 같은 양자 현상을 정보 처리에 응용하는 양자정보 및 이를 구현하기 위한 양자컴퓨터, 양자 암호, 양자 알고리즘에 대해 연구합니다. 보다 구체적으로는 다음 주제들에 대해 연구를 진행하고 있습니다.

양자 컴퓨터 하드웨어 개발

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- 기존 컴퓨터의 비트(bit)에 해당하는 양자 비트(qubit)를 구현하기 위해 이온트랩, 초전도체, 양자점과 같은 다양한 기술들이 경쟁 중
- 본 연구실에서는 이온트랩 기반의 양자컴퓨터를 개발 중이며, 이를 위해 MEMS 기술을 이용한 이온트랩 칩을 개발하고 이를 이용해 양자 게이트 및 양자 회로를 구현함

양자 암호 및 양자 중계기

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• 대칭키 암호 시스템에서 양자 암호 프로토콜을 이용해 도청으로부터 안전한 대칭키 분배가 가능
• 본 연구실에서는 양자 암호 키 분배 프로토콜의 거리의 한계를 극복하기 위해 양자 상태를 장거리로 전송하는데 필요한 양자 중계기나 여러 개의 양자 프로세서가 양자 네트워크로 연결된 분산 양자컴퓨터 시스템을 구현하는데 필요한 양자 원격 이동 기술을 개발 중임. 이를 위해 이온트랩 기반의 양자 얽힘 상태를 만들고 이를 이용한 양자 원격 이동 연구를 진행중임.
  

양자 알고리즘 및 양자 정보

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• 양자 컴퓨터의 성능을 활용하기 위해 양자 컴퓨터에 적합한 알고리즘의 개발이 필요
• 추상적 수준의 알고리즘을 물리적 수준의 계층에서 작동시키기 위해 양자 컴퓨터에 최적화된 계층 구조 및 noise로부터의 오류 정정 방법에 대한 연구