초록 ▼

□ 연구개요
양자 디자인은 코드 이론을 양자 상태들에 확장한 개념으로, 다체계 양자 상태 공간에서 대칭 공간으로의 사영(projection)를 구현하는 특정한 양자 상태의 집합을 의미한다. 양자 디자인을 구성하는 양자 상태들은 구현이 용이하다는 장점이 있다. 실제로, 양자 디자인을 구성하는 양자 상태는 양자 토모그래피에 활용되어 왔다.
그러나 고차원 공간에서 양자 디자인을 구성하는 양자 상태들의 일반적인 존재성은 양자정보이론에서 난제로 알려져 있다. 해당 문제는 양자정보이론 13번 및 23번이다. 본 연구는 양자 디자인과

□ 연구개요
양자 디자인은 코드 이론을 양자 상태들에 확장한 개념으로, 다체계 양자 상태 공간에서 대칭 공간으로의 사영(projection)를 구현하는 특정한 양자 상태의 집합을 의미한다. 양자 디자인을 구성하는 양자 상태들은 구현이 용이하다는 장점이 있다. 실제로, 양자 디자인을 구성하는 양자 상태는 양자 토모그래피에 활용되어 왔다.
그러나 고차원 공간에서 양자 디자인을 구성하는 양자 상태들의 일반적인 존재성은 양자정보이론에서 난제로 알려져 있다. 해당 문제는 양자정보이론 13번 및 23번이다. 본 연구는 양자 디자인과 양자 얽힘의 관계를 규명하고 그 관계를 활용하여 양자 디자인을 통한 양자 얽힘 검증을 제시한다. 구체적으로, 다음의 연구 결과들을 도출하였다.
1) 실제 구현에 있어서 양자 상태 규명과 양자 얽힘 검증을 연계
2) 양자 얽힘의 일반적인 유용성을 증명
3) 양자 디자인을 통해 양자 통신에서 채널 잡음에 대해 측정을 보존

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제는 연구 계획서에서 다음의 연구 목표를 제시했으며,
1) 양자 디자인에 기반한 양자얽힘검증 방법 제시
2) 양자정보이론 난제 13 및 23번에 대한 얽힘 관점으로의 접근
3) SPA 이론에 기반한 정보처리
4) 측정-장치-독립 양자정보처리 양자얽힘검증
이에 해당하는 결과를 도출하여 해당 결과를 SCI 논문을 통해 발표하였다. 연구 계획서에서 제시한 연구 내용을 수행하여 연구 목표를 달성하였고, 해당 분야에서 향후 독창적이고 독보적인 연구를 수행할 수 있는 연구 결과와 역량을 확보하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구 과제는 산업수학분야 전략과제로서 양자정보이론 분야 기초와 응용을 연계하는 응용수학분야 연구에 해당한다. 핵심 결과로서 양자 디자인 관점에서 양자얽힘 검증을 접근할 수 있음을 최초로 기술하였다. 양자얽힘의 일반적인 유용성을 증명하였다. 더 많은 양의 얽힘이 반드시 더 많이 쓸모 있음을 보였다. 이는 양자 정보 처리의 장점 (quantum advantages)에 해당한다. 또한 양자 디자인을 활용하여 양자 통신에서 측정을 보존하는 방법을 제시하였다.
후속 연구를 통해 양자 디자인 기반의 양자 얽힘 검증을 시연하고 양자 디자인을 양자 통신에 실제로 응용하여 장거리 혹은 인공위성 양자 통신에서 측정을 보존하는 기술을 구현하고자 한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 2-1. 연구 내용에 대한 주제별 요약 ... 8
• 2-2. 연차별 연구 수행 내용 요약 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 4-1. 양자 상태 토모그래피와 양자 얽힘 검증과의 관계 ... 15
• 4-2. 얽힘의 일반적 유용성 증명 ... 15
• 4-3. 양자 채널의 조작 기법 제시 ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 참고문헌 ... 17
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 33