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양자키분배 시스템 기술개발 동향 원문보기

E<SUP>2</SUP>M : Electrical & Electronic materials = 전기 전자와 첨단 소재, v.33 no.4, 2020년, pp.26 - 35  

박병권 (과학기술연합대학원대학교 나노재료융합과) ,  한상욱 (한국과학기술연구원 양자정보연구단)

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문제 정의

  • 본고에서는 양자컴퓨터 위협에서도 안전하게 비밀키를 공유할 수 있는 양자키분배 시스템을 소개하고 기술 이슈 및 국내·외 기술개발 동향을 살펴본다.
  • 양자키분배 시스템의 극복과제와 이를 해결하기 위한 기술 연구 동향에 관해 기술했다. 1984년 양자키분배가 제안된 이후로 지속한 이론·실험적 연구와 국가의 정책적인 투자로 상용화가 많이 앞당겨졌다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
레이저의 광자 개수는 무엇을 따르는가? 실용성, 경제성을 고려하여 지금까지 양자키분배 시스템은 단일광자광원을 감쇄된 레이저로 대체하여 사용하고 있다. 레이저는 단일광자광원과는 달리 광자의 개수는 Poisson 분포를 따른다. 즉, 하나가 아닌 2개 이상의 광자가 출력될 수 있는 확률이 존재한다.
양자키분배 시스템의 전송과정에서 존재하는 손실은? 현실적으로 양자키분배 시스템은 전송과정에서 양자채널·수신부 광학계의 손실률, 단일광자검출기의 검출 효율로 인한 큐빗의 손실이 존재한다. 실제 일반적인 광케이블 선로의 손실은 0.
양자키분배 시스템을 구현하기 위해 필요한 큐빗생성을 위한 단일광자광원을 구현하는 것에 현실적으로 어려움이 존재하여 대신 사용되고 있는 것은 무엇인가? 하지만, 고순도의 단일광자광원을 구현하는 것은 아직 현실적으로 불가능하며, 그 또한 매우 큰 일이 될 수 있다. 실용성, 경제성을 고려하여 지금까지 양자키분배 시스템은 단일광자광원을 감쇄된 레이저로 대체하여 사용하고 있다. 레이저는 단일광자광원과는 달리 광자의 개수는 Poisson 분포를 따른다.
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  30. J. S. Choe, H. Ko, B. S. Choi, K. J. Kim, and C. J. Youn, IEEE Photon. J., 10, 7600108 (2018). 

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