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양자통신의 개요 및 전망 (양자오류정정부호를 중심으로) 원문보기

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.29 no.4, 2012년, pp.52 - 61  

허준 (고려대학교) ,  신정환 (고려대학교)

초록
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양자통신(Qauntum Communication)은 양자역학에 기반을 둔 새로운 패러다임의 통신방식으로서 0과 1의 형태로 표현할 수 없거나 곤란한 형태의 정보를 생성, 전송, 처리, 저장하는 수단을 제공한다. 1990년대 중반부터 발전된 양자컴퓨팅 기술 및 양자오류정정부호 기술 그리고 양자정보이론 기술 등을 기반으로 발전해 오고 있으며 특히 최근 들어 국내외에서 많은 관심과 연구성과를 나타내고 있다. 본 논문에서는 국외 양자통신 연구 동향을 소개하고 향후 연구 방향을 살펴본다

AI 본문요약
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문제 정의

  • 최근 10년 사이에 양자오류정정부호와 양자암호 등의 성과에 힘입어 양자통신의 연구가 전 세계적으로 본격화되고 있으며 새로운 패러다임의 통신방식을 제공한다는 사실과 고전적인 이진 정보로 표현 및 처리 할 수 없는 정보를 다룰 수 있다는 사실은 이 분야가 향후에 갖는 중요성을잘 나타낸다고 할 수 있다. 본 논문에서는 양자통신에 국외 연구 동향에 대하여 살펴보았으며, 향후 연구 방향에 대하여 간략하게 고찰하였다.
  • 그런데 최근 10년 동안에 괄목할 만한 연구성과가 양자오류정정부호 분야에서 발표되었으며 이를 바탕으로 양자시스템의 구현에 대한 기대가 더욱 높아졌다. 본 절에서는 기본적인 양자오류정정부후의 구조를 소개하고 고전적인 오류정정부호와의 유사점 및 차이점을 살펴본다.
  • 특성이다. 얽힘을 간단하게 설명하기 위하여 앞 면과 뒤 면을 가진 동전이 있다고 가정하고 두 관찰자가 하나의 동전을 동시에 소유한다고 생각해보자. 이 때, 두 관찰자는 서로 각각 동전의 한 쪽 면만을 볼 수 있다고 가정한다.
  • 오류가 없는 상태로 복원을 할 수 있다. 코드워드의 첫 번째 큐비트에 비트 플립 오류가 발생한 경우를 생각해보자. 이 경우, 수신부에 전송된 양자 정보는 ke) = a|100)+枷11>이된다.

가설 설정

  • 얽힘을 간단하게 설명하기 위하여 앞 면과 뒤 면을 가진 동전이 있다고 가정하고 두 관찰자가 하나의 동전을 동시에 소유한다고 생각해보자. 이 때, 두 관찰자는 서로 각각 동전의 한 쪽 면만을 볼 수 있다고 가정한다. 만일 한 관찰자가 동전을 관찰했을 때 그 결과가 앞 면이라면 다른 관찰자는 동전을관찰했을 경우 반드시 뒤 면을 보게 된다.
  • 수퍼덴스코딩을 이용하는 경우 송신자는 양자채널을 통하여 멀리 떨어져 있는 수신자에게 2비트의 고전 정보를 한 개의 큐비트를 이용하여 전송할 수 있다. 이때, 중요한 가정은 송신자는 얽힘 상태의 첫 큐비트를 소유하고수신자는 얽힘 상태의 두번째 큐비트를 소유한다는 것이다. 송신자가 보내고자 하는 2 비트의 정보는 각각 '00', '01', '10', 11' 의 총 네가지 경우로 나누어 생각 할 수 있다.
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참고문헌 (19)

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  18. G. Mackey, Mathematical Foundations of Quantum Mechanics, W. A. Benjamin, 1963 

  19. J. von Neumann, Mathematical Foundations of Quantum Mechanics, Princeton University Press, 1955. 

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