양자정보통신 국내외 연구 기술개발 동향과 관련업체 현황 (양자컴퓨팅 양자암호통신)

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Ⅰ.양자정보통신분류및시장동향 37

1.양자정보통신시장동향및활용가능성 37
1)시장규모및전망 37
(1)국외양자정보통신시장규모및전망 37
(2)국내양자정보통신시장규모및전망 38
(3)주요국양자정보통신분야별특허출원현황 39
2)양자의특성 40
3)Quantum의활용가능성 41
(1)양자기술이적용된제품진화방향 41
(2)소재/부품의성능고도화가능성 42
2.1)양자점(QuantumDot) 42
2.1.1)정의및구조 42
2.1.2)발광원리 43
2.1.3)QuantumDotDisplay 43
2.1.4)QuantumDotDisplay의4가지Type 44
a)QDCF-LCD(QuantumDotColorFilterLCD) 44
b)QDEF-LCD(QuantumDotEnhancementFilmLCD) 44
c)QD-LED(QuantumDotLightEmittingDiode) 45
d)QD-OLED(QuantumDotOLED) 45
2.1.5)활용가능성 46
2.2)양자메타물질(QuantumMetamaterials) 46
(3)컴퓨터성능/통신보안의가능성 47
3.1)양자컴퓨터 47
3.2)양자암호통신 48
2.양자정보통신개요및구조 49
1)양자정보통신 49
(1)개념 49
1.1)중요성및파급효과 49
1.2)기술개발파급효과 50
(2)기술분류및응용분야 51
2.1)개요 51
2.2)응용분야 52
(3)양자정보의출현 53
3.1)고전정보에서양자정보로전환 53
3.1.1)고전정보소자극소화 53
3.1.2)고전정보소자극소화의한계 54
3.1.3)고전정보에서양자정보로전환 54
3.2)ICT측면에서의양자정보해석 54
3.2.1)양자정보의ICT측면에서해석및상호관계 54
3.2.2)양자중첩상태해석:메모리압축효과 55
3.2.3)양자간섭현상해석:효율적병렬계산 56
3.2.4)양자얽힘상태해석:원거리상관성 56
3.2.5)관측붕괴현상해석:일회성읽기과정 56
2)양자암호통신 58
(1)개요 58
1.1)개념 58
1.2)구성 59
(2)기존암호통신방식과의비교 59
(3)도입의필요성 60
3)양자컴퓨팅 62
(1)3가지주요개념 62
1.1)중첩 62
1.2)얽힘 62
1.3)NoCloningTheorem 63
(2)배경 63
2.1)고전컴퓨팅vs양자컴퓨팅 63
2.1.1)고전컴퓨팅과의차이점 63
2.1.2)고전컴퓨팅계산성능한계 64
2.2)슈퍼컴퓨팅vs양자컴퓨팅 65
2.3)이론적수준에서의양자컴퓨팅 66
2.3.1)지수적향상 66
2.3.2)다항적향상 66
2.4)전산학적측면에서의기대성능 67
2.5)양자컴퓨팅요구조건및접근법 67
(3)양자컴퓨팅모델의출현 68
3.1)양자시뮬레이션의출현 68
3.2)양자컴퓨팅모델의출현 69
(4)활용분야 70
4.1)함수의전역적특성파악유형 70
4.2)데이터의전역적특성파악유형 70
4.3)입력크기기준 71
(5)시스템구조 72
5.1)기본조건 72
5.2)방법론 73
5.2.1)오류보정방식 73
5.2.2)결함허용방식 73
5.2.3)일반적인결함허용만능컴퓨팅구현방식 74
5.3)시스템구조 75
5.4)부분별연구개발현재수준 76
4)양자알고리즘 78
(1)Shor알고리즘 78
(2)Grover알고리즘 79
(3)양자알고리즘현대암호에미치는영향 81
(4)양자컴퓨팅환경에서암호안전성분석 82
4.1)대칭키암호안전성분석 82
4.2)해시함수안전성분석 83
4.3)공개키암호안전성분석 84

Ⅱ.국내외양자정보통신기술개발동향및연구현황 89

1.국내외양자정보통신기술개발동향 89
1)양자컴퓨터개발을위한국내외동향 89
2)양자암호통신분야국내외동향 91
3)양자센서및계측기술개발을위한국내외동향 93
4)양자정보통신관련국가별인력및연구비현황 95
2.주요국양자정보통신연구현황 96
1)한국 96
(1)관련정책및R&D투자현황 96
1.1)양자정보통신중장기추진전략 96
1.2)양자정보통신기획(안) 97
1.3)관련R&D투자현황 98
(2)퀀텀정보통신연구조합 99
2.1)개요 99
2.2)주요사업내용및연혁 100
(3)SKtelecom 100
3.1)SKTQuantumTech.Lab 100
3.2)초소형양자난수생성(QRNG)칩 102
3.3)퀀텀전송시스템 102
(4)KIST양자정보연구단 103
4.1)개요 103
4.2)연구분야 104
4.3)세부연구내용 104
4.3.1)광자-원자기반하이브리드양자컴퓨팅원천기술 104
4.3.2)양자암호통신기술 106
a)1x16양자키분배시스템구현 106
b)양자해킹및방지책구현 106
c)플러그앤플레이MDI양자암호키분배구현 107
(5)KRISS양자측정센터 107
5.1)개요 107
5.2)주요연구분야 108
5.2.1)양자전류 108
5.2.2)양자저항 109
5.2.3)저온고분해능검출 110
5.2.4)나노열물성 111
5.2.5)나노역학계 112
5.2.6)초전도큐비트 113
5.2.7)광큐비트 113
5.3)주요MOU현황 114
(6)스마트양자통신연구센터 115
6.1)개요 115
6.2)목적및비전 115
6.3)세부연구분야 116
6.3.1)세부과제별유기적연계성 116
6.3.2)지상양자통신기술개발 117
6.3.3)위성양자통신기술개발 118
6.3.4)양자정보기술개발 119
6.3.5)향상된후처리알고리즘개발및구현 120
6.3.6)UX디자인기반의개인보안SW개발 121
6.3.7)SW및창업교육 123
2)북미 124
(1)양자정보통신 124
1.1)DARPAQuantumNetwork 124
1.1.1)개요 124
1.1.2)적용소프트웨어기술 125
a)Sifting 125
b)오류감지및정정 126
c)엔트로피 127
d)비밀성증폭 127
1.2)Battelle 128
1.2.1)개요 128
1.2.2)QKDNetwork 128
a)TN-QKD 128
b)QuantumKeyEngine(QKE) 129
c)QKDTrustNode™ 130
1.3)국가과학기술위원회(NSTC) 130
(2)양자컴퓨팅 132
2.1)NSA:PenetratingHardTargetsProject 132
2.2)MIT:Five-AtomQuantumComputer 132
2.3)IBM 133
2.3.1)연구현황 133
2.3.2)IBMQuantumExperience 134
2.4)MicrosoftResearch 134
2.4.1)StationQ 134
2.4.2)QuArC 135
a)Language-IntegratedQuantumOperations:LIQUiD 135
2.5)Google 135
2.6)D-Wave 137
2.7)IARPAQuantum 137
2.7.1)Multi-QubitCoherentOperation(MQCO) 137
2.7.2)QuantumComputerScience(QCS) 138
2.8)NISTPhysicalMeasurementLaboratory(PML) 139
2.8.1)QuantumInformation 139
a)FaintPhotonicsGroup 139
2.8.2)TimeandFrequency 140
2.9)InstituteforQuantumComputing(IQC) 141
2.9.1)QuantumDevicetheory 141
2.9.2)QEYSSat(QuantumEncryptionandScienceSatellite) 141
2.10)StewartBlussonQuantumMatterInstitute(SBQMI) 142
3)유럽 143
(1)EuropeanCommission(EC) 143
1.1)QIPC 143
1.1.1)FourthFrameworkProgramme(FP4,1995-1998) 143
1.1.2)FifthFrameworkProgramme(FP5,1999-2002) 144
1.1.3)SixthFrameworkProgramme(FP6,2003-2006) 144
1.1.4)SeventhFrameworkProgramme(FP7,2007-2013) 144
1.1.5)QIPC기타프로젝트및연구동향 145
1.2)SECOQC 146
(2)ETSI 147
2.1)개요 147
2.2)QKD에대한표준화 148
(3)QuantumManifesto 149
3.1)배경 149
3.2)세부로드맵 149
(4)UKNationalQuantumTechnologiesProgramme(UKNQT) 150
4.1)SensorsandMetrology 151
4.2)QuantumImagingCentre(QuantiC) 151
4.3)NQIT(NetworkedQuantumInformationTechnologies) 152
4.4)QuantumCommunicationsHub(QCommHub) 153
(5)IDQuantique 153
5.1)주요비즈니스분야 153
(6)MaxPlanckInstituteofQuantumOptics(MPQ) 154
(7)ViennaCenterforQuantumScienceandTechnology(VCQ) 155
(8)IQOQI 155
(9)InstituteofPhotonicSciences(ICFO) 157
(10)QuTechDelftUniversityofTechnol