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권영헌 연구실
한양대학교 국방지능정보융합공학부 권영헌 교수
양자오류정정
큐빗 상태판별
양자채널 특성화
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권영헌 연구실

한양대학교 국방지능정보융합공학부 권영헌 교수

권영헌 연구실은 양자정보 및 이론물리를 기반으로 양자 상태 판별, 양자 채널 특성화, 소산 동역학의 물리적 해석을 수행합니다. 동시에 양자컴퓨팅 관점에서 heavy-hexagon 구조에서 biased error를 포함하는 오류정정 코드와 플래그 큐빗 기반 신드롬 추출 회로를 구현하며, magic state injection과 하이브리드 계의 CNOT 게이트 구현을 포함하여 회로 수준 검증을 진행합니다. 연구실은 또한 딥러닝을 활용해 rs-fMRI 기반 ADHD 진단에서 핵심 ROI를 선택하는 접근과 STFT 전처리 및 ECA 채널 어텐션을 결합한 음성 감정 인식 연구도 병행합니다.

양자오류정정큐빗 상태판별양자채널 특성화양자소산동역학슈퍼컨덕팅 큐빗
대표 연구 분야
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헤비-헥사곤 기반 양자 오류정정 및 결함 허용 양자 회로 구현 연구 thumbnail
헤비-헥사곤 기반 양자 오류정정 및 결함 허용 양자 회로 구현 연구
Quantum error correction and fault-tolerant circuit implementation on heavy-hexagon architectures
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혼합 큐빗 상태 판별과 양자 채널·비가역 동역학 해석 연구 thumbnail
혼합 큐빗 상태 판별과 양자 채널·비가역 동역학 해석 연구
Quantum state discrimination, quantum channel characterization, and dissipative dynamics interpretat
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rs-fMRI 필수 영역 선정과 채널 어텐션 기반 음성 감정 인식 연구 thumbnail
rs-fMRI 필수 영역 선정과 채널 어텐션 기반 음성 감정 인식 연구
Deep learning for ADHD diagnosis using rs-fMRI ROI selection and channel-attention-based speech emot
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 4
·
2025
Effectiveness of the syndrome extraction circuit with flag qubits on IBM quantum hardware
Younghun Kim, Hansol Kim, Jeongsoo Kang, Wonjae Choi, Younghun Kwon
IF 5.3 (2025)
Quantum
대규모 양자 회로는 양자 컴퓨터의 이점을 활용하기 위해 필요하다. 양자 하드웨어에서 상당한 발전이 있었음에도 불구하고, 확장성은 여전히 과제로 남아 있으며 더 많은 큐비트와 게이트가 추가될수록 오류가 누적된다. 이러한 한계를 극복하기 위해 양자 오류 정정 부호가 도입되었다. 양자 오류 정정 부호의 성공은 초전도 양자 프로세서 \\cite{ibm_rep,ibm_bell,google_qec1,google_qec2} 및 중성 원자 기반 시스템 \\cite{neutral}에서 입증되었으나, 양자 프로세서에서 플래그 큐비트를 사용하는 오류 억제에 대한 실험 보고는 없었다. IBM의 양자 하드웨어는 비(非) 위상적 결합 맵(non-topological coupling map)을 특징으로 하며, 이 플랫폼에서의 과거 양자 오류 정정 부호 개발은 주로 플래그 큐비트의 사용을 탐색해 왔다. 여기서는 IBM 양자 컴퓨터에서 플래그 큐비트를 이용한 신드롬 추출(syndrome extraction) 회로의 성공적인 구현을 보고한다. 또한 이를 시험 코드로서 반복 부호(repetition code)를 고려함으로써 그 유효성을 입증한다. 데이터 큐비트가 신드롬 큐비트와 인접해 있지 않더라도, 반복 부호의 거리가 3에서 9로 증가함에 따라 논리 오류율(logical error rates)이 감소한다. 데이터 큐비트와 신드롬 큐비트 사이에 두 개의 플래그 큐비트가 존재하는 경우에도, 거리 증가에 따라 논리 오류율은 유사하게 감소한다. 이는 IBM 양자 컴퓨터에서 플래그 큐비트를 이용한 신드롬 추출 회로가 성공적으로 구현되었음을 확인한다.
https://doi.org/10.22331/q-2025-10-23-1893
Quantum error correction
Quantum computer
Qubit
Flag (linear algebra)
Quantum circuit
Error detection and correction
Superconducting quantum computing
Quantum algorithm
2
Article
|
인용수 1
·
2025
Searching for effective preprocessing method and CNN based architecture with efficient channel attention on speech emotion recognition
Byunggun Kim, Younghun Kwon
IF 4.9 (2025)
Scientific Reports
최근 음성 감정 인식(Speech emotion recognition, SER) 성능은 여러 딥러닝 아키텍처가 적응하면서 꾸준히 향상되어 왔다. 특히 스펙트로그램 기반 전처리를 사용하는 합성곱 신경망(convolutional neural network, CNN) 모델이 SER에서 가장 널리 사용되는 접근법이다. 그러나 SER를 위한 효과적이고 효율적인 전처리 방법 및 CNN 기반 모델을 설계하는 문제는 여전히 모호하다. 따라서 SER를 위한 보다 구체적인 전처리 방법과 CNN 기반 모델을 탐색할 필요가 있다. 먼저 SER에 적합한 주파수-시간 해상도를 탐색하기 위해, 전처리 설정이 서로 다른 8개의 서로 다른 데이터셋을 준비한다. 또한 감정 특성 해상도의 부족을 보완하기 위해, 모든 서로 다른 크기의 윈도우를 사용하여 학습 가능한 데이터를 확장하는 다중 단기 푸리에 변환(short-term Fourier transform, STFT) 전처리 데이터 증강을 제안한다. 다음으로, CNN의 채널 필터가 잠재된 입력 특성을 탐지하는 데 핵심이므로, 채널 필터가 SER에 미치는 유효성에 초점을 둔다. 이를 위해 6층 CNN 모델을 포함하는 여러 유형의 아키텍처를 설계한다. 또한 채널 특징 표현을 소수의 파라미터만으로 개선하는 것으로 잘 알려진 효율적 채널 주의(efficient channel attention, ECA)를 적용한 결과, SER을 위한 채널 필터를 보다 효율적으로 학습할 수 있음을 확인한다. 두 가지 SER 데이터셋(Interactive Emotional Dyadic Motion Capture, Berlin Emotional Speech Database)에서, 전처리 단계에서 감정 음성의 주파수 해상도를 증가시키는 것이 감정 인식 성능을 향상시킬 수 있었다. 결과적으로 ECA 블록 2개만 사용한 CNN 기반 모델이 기존의 SER 모델 성능을 초과한다. 특히 STFT 데이터 증강을 적용했을 때, 본 연구에서 제안한 모델은 SER에서 가장 높은 성능을 달성한다.
https://doi.org/10.1038/s41598-025-19887-7
Preprocessor
Convolutional neural network
Spectrogram
Channel (broadcasting)
Data pre-processing
Feature (linguistics)
Short-time Fourier transform
Pattern recognition (psychology)
Focus (optics)
3
Article
|
·
인용수 1
·
2025
Implementation of magic state injection within heavy-hexagon architectures
Hansol Kim, Wonjae Choi, Younghun Kwon
IF 2.2 (2025)
Quantum Information Processing
https://doi.org/10.1007/s11128-025-05004-0
Qubit
Quantum computer
MAGIC (telescope)
Flag (linear algebra)
Lattice (music)
Error detection and correction
Quantum
State (computer science)
최신 정부 과제
6
과제 전체보기
1
2022년 6월-2025년 2월
|172,469,000원
고전적 선험확률이 양자적 성질에 미치는 영향연구
최근 양자적 성질이 미세하게 차이나는 고전적 선택에 따라 영향을 받는다는 사실이 본 연구팀에 의해서 알려지게 되었다.이 사실은 매우 중요한 내용을 포함하고 있다. 그것은 특별하게 보이는 양자적 성질이 그 특별한 양자적 성질을 제공하는 양자상태에만 상관있는 것이 아니라 미세하게 차이나는 고전적 선택에 따라서도 영향을 받음을 의미하기 때문이다. 즉 특별한 양자...
비국소성
양자적성질
선험적확률
대역작용
국소작용
비맥락모델
양자 맥락 유리
2
주관|
2018년 6월-2022년 5월
|195,968,000원
양자상태구별의 미해결문제이해를 위한 최적측정전략연구
본 과제는 양자정보에서 핵심인 양자상태구별(Quantum states discrimination)에서, 최적 측정전략을 어떻게 구성해야 하는지에 대한 미해결 문제를 다루는 연구임. 연구목표는 “최적 측정전략은 어떻게 구성해야 하는가?”에 답하는 것임. 핵심 연구내용은 (1) 최소오류구별전략(minimum error discrimination)에서 qubit state가 아닌 세 양자상태·네 양자상태의 최소오류구별전략을 대칭성을 가진 순수 qudit로 연구함, (2) 연속적 측정에서 LOCC(local operation and classical communication)의 one-way/two-way 조건 역할을 규명함, (3) sequential quantum states discrimination에서 애매성을 배제한 구별전략의 미해결 문제를 해결해 다수간 양자키분배 응용전략을 제시함. 기대효과는 양자통신 적용을 위한 효율적인 측정장치 구성 방안과 실용화 가능성 및 국내 전문인력 확보에 기여하는 점에 있음.
양자정보
양자상태구별
최소오류구별
애매성을 배제한 구별
연속적 측정
국소작용과 고전통신
양자키분배
3
주관|
2015년 11월-2018년 10월
|140,514,000원
양자상태구별전략의 통합적이해를 통한 양자상태평가방법의 최적화
본 과제는 양자정보에서 양자상태가 무엇인지 확인하는 문제를 더 효율적으로 푸는 연구임. 양자상태구별문제와 양자상태평가문제는 양자정보처리의 핵심문제이며, 측정장치가 어떤 방식이어야 최적인지 판단이 필요함. 연구목표는 양자상태구별전략의 통합적 이해를 기반으로 양자상태평가의 최적방법을 얻는 데 있음. 핵심연구내용은 최소오류구별전략과 고정된 오류율의 inconclusive results 이해, 양자상태배제전략을 최소오류구별전략으로 이해하는 독창적 접근, 이를 양자상태평가문제에 적용하여 구체적 평가방법 제시임. 기대효과는 양자 상태구별 원천기술 확보, 양자상태평가의 효율적 구성방법 도출, 양자통신 등 응용 및 실용화·전문인력 양성 기여임.
양자상태구별
양자상태평가
양자상태구별전략
측정
양자정보
양자통신
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2023양자 게이트 구현을 위한 방법 및 장치1020230139752
공개2023양자 오류 정정 장치 및 방법1020230118428
등록2020복수개의 결맞음 상태를 이용한 양자 통신 방법 및 이를 위한 전자 장치1020200099364
전체 특허

양자 게이트 구현을 위한 방법 및 장치

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230139752

양자 오류 정정 장치 및 방법

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230118428

복수개의 결맞음 상태를 이용한 양자 통신 방법 및 이를 위한 전자 장치

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200099364