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퀀텀정보통신기술(QICT)은 현재 사용 중인 컴퓨터는 물론 앞으로 개발될 디지털 기반의 컴퓨터로는 해결하 기 어려운 많은 문제에 대한 답을 제공해 줄 수 있는 잠재력을 지니고 있다. QICT는 엄청난 규모의 연구개발비 투 자가 이루어지며 세계 유명 연구기관들이 앞 다투어 연구에 매진하는 핵심영역 중의 하나이다. 효율적인 연구개발을 이끌어가기 위해서는 이해관계자들이 모두 이해할 수 있는 기술적 로드맵이 필요하다. 로드맵은 연구개발결과물의 상업화로의 전환을 촉진시키고, 다양한 연구접근방법에서 생겨날 수 있는 갈등을 줄이고 시너지 효과를 창출하는데 필요한 방향 제시 역할을 해준다. 본 연구에서는 QICT에 관한 간략한 로드맵과 함께 QICT가 우리나라 산업에 미칠 수 있는 잠재력과 경제적 기여도에 대해 논의해보고자 한다.

Quantum information and communication technology(QICT) holds out tremendous promise for efficiently solving some of the most difficult problems that are intractable on any present or future conventional computer. QICT is one of the most active research areas of modern science, attracting substantial funding that supports research groups at internationally leading academic institutions. To facilitate the progress of QICT research towards the commercialization, a roadmap needs to be formulated, providing some direction for the field with specific technical goals and elucidating interrelationships between approaches for synergistic solutions to obstacles within any one approach. In this paper, we suggest a brief version of roadmap for QICT research and give a discussion about the potential contribution of QICT in Korea industry.

최근 프로세서의 집적도는 급속도로 발전하고 있으나 클락 스피드는 증가하지 않는 대신에 프로세서 내의 코어 수가 늘어나고 있는 실정으로 프로그래밍 속도 향상을 위한 방법에 대한 연구가 필수적이라 할 수 있다. 이에 본 논문에서는 현재 연산 가속화를 위해 사용되는 매니 코어 프로세서의 대표적인 인텔 제온 파이의 성능 분석을 위하여 퀀텀 에스프레소를 활용하였다. 또한 제온 파이에서 MPI 실행시 랭크의 수를 변화시키면서 성능 벤치마킹 을 수행하여 하드웨어적인 성능 특성을 연구하였다. 그 결과 물리 코어가 57개인 제온파이 프로세서의 하나의 코어 당 4개의 작업을 처리할 때 가장 좋은 성능을 나타내고 있으며, 물리 코어 하나에 MPI 랭크수를 4개 이상 확장하면 성능향상이 거의 일어나지 않는다. 이러한 융합 기술을 통하여 퀀텀 에스프레소의 성능 향상과 제온 파이의 하드웨 어적인 특성을 확인할 수 있다.

Recently the degree of integration of processor and developed rapidly. However, clock speed is not increased, a situation that increases the number of cores in the processor. In this paper, we analyze the performance of a typical Intel Xeon Phi of many core process used for the current operation accelerate. Utilizing the Quantum ESPRESSO, which was calculated using the FFTW library. By varying the number of ranks in MPI when running the benchmarks the performance Xeon Phi. The result shows a good performance in the handling of four job on one physical core. However, four or more to expand the number of MPI Rank is degraded. Through this convergence it was found to improve the performance of Quantum ESPRESSO. It is possible to check the hardware characteristics of the Xeon Phi.

차세대 공개키 암호 고속 연산을 위해서는 목표로 하는 컴퓨터 프로세서의 구조를 활용하여 암호화 기본 연산을 최적화 구현하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 RISC-V 프로세서 상에서 차세대 공개키 암호 고속 연산을 위해 핵심 곱셈기 연산을 최적화 구현하는 기법을 제안한다. 특히 RISC-V 프로세서의 기본 연산자를 열 기반 곱셈기 연산알고리즘에 맞추어 최적 구현해봄으로서 이전 연구와 비교 시 256-비트 곱셈의 경우 약 19% 그리고 512-비트 곱셈의 경우 약 8%의 성능 향상을 RISC-V 프로세서 상에서 달성하였다. 마지막으로 RISC-V 프로세서에서 추가적으로 제공되면 곱셈 연산 성능 향상에 도움이 될 수 있는 확장 명령어 셋에 대해서도 확인해 보도록 한다.

To achieve the high-speed implementation of post-quantum cryptography, primitive operations should be tailored to the architecture of the target processor. In this paper, we present the optimized implementation of multiplier operation on RISC-V processor for post-quantum cryptography. Particularly, the column-wise multiplication algorithm is optimized with the primitive instruction of RISC-V processor, which improved the performance of 256-bit and 512-bit multiplication by 19% and 8% than previous works, respectively. Lastly, we suggest the instruction extension for the high-speed multiplication on the RISC-V processor.