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Kyongchun Lim (임경천)

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About

Kyongchun Lim is a Senior Researcher and Chief Technical Staff in the Quantum Communication Section at Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI), and an Adjunct Professor at Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) Graduate School of Quantum Science and Technology.

His research focuses on the experimental implementation of free-space Quantum Key Distribution (QKD) and fiber-based QKD, along with quantum information processing. He is dedicated to optimizing and advancing various QKD protocols toward their eventual integration into real-world communication infrastructures, striving to bridge the gap between theoretical quantum security and practical applications. Through his dual roles in national research and academia, Dr. Lim aims to secure fundamental technologies for future quantum networks and build a robust environment for secure quantum information processing.

Education

  • Ph.D.

    from: 2014, until: 2019

    Field of study:Electrical EngineeringSchool:Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

  • M.S.

    from: 2012, until: 2014

    Field of study:Electrical EngineeringSchool:Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

  • B.S.

    from: 2006, until: 2012

    Field of study:Electronics and Electrical EngineeringSchool:Sungkyunkwan University

Work Experiences

  • Adjunct Professor

    from: 2024, until: present

    Organization:Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

    Description:

    Graduate School of Quantum Science and Technology

  • Chief Technical Staff

    from: 2023, until: present

    Organization:Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)

  • Senior Researcher

    from: 2019, until: present

    Organization: Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)

Research Interests

  • Quantum Key Distribution Systems
  • Photonic Integrated Circuit based Quantum Key Distribution
  • Free-space Quantum Key Distribution
  • Fiber-based Quantum Key Distribution
  • Quantum Networks
  • Quantum Key Distribution Protocols
  • Quantum Information Processing

Projects

  • Integrated Fiber-FSO Quantum-Secured Communication Technology for MUM-T

    date: 2026

  • Development of Quantum Key Distribution Photonic Integrated Circuit Module based Small Size Trust Repeater and Key Electronic Circuit Integration Technology

    date: 2025

  • Development of 30km Long-range Free-space Quantum Key Distribution System and Core-technologies for Satellite Quantum Secure Communication

    date: 2024

  • Technology development of transmitter and receiver integrated module in a polarization based free-space quantum key distribution for short-range low-speed moving quantum communication

    date: 2019

International Journal and Conference Papers

  • Free-Space Reference Frame Independent Quantum Key Distribution System With Photonic Integrated Circuit-Based Transmitter

    Journal ArticlePublisher:J. Lightwave Technol.Date:2026
    Authors:
    Kyongchun LimMinchul KimByung-Seok ChoiJu Hee BaekJoong-Seon ChoeKap-Joong KimDong Churl KimJunsang OhChun Ju Youn
    Description:

    Deployable quantum key distribution (QKD) for free-space link must be both reference frame tolerant and hardware compact, yet existing free-space implementations still rely on bulk optics and active alignment. To address this gap, we develop the first reference frame independent (RFI) QKD transmitter fully integrated on a photonic-integrated circuit (PIC) and packaged in a CFP2 optical-transceiver form factor. The PIC incorporates a six-channel laser diode array, a six-channel variable optical attenuator array, and a polarization beam combiner, providing wavelength indistinguishability and high polarization fidelity. Combined with a micro-optics based polarization decoder and a bidirectional two-stage pointing, acquisition, and tracking (PAT) system, the PIC transmitter forms a complete free-space RFI QKD system. Based on the system, RFI QKD is performed with 10 m free-space channel, providing that QBERs measured in the same basis are below 3.81 % and the security parameter is $1.77{\textblackslash}pm 0.02$ . This leads a stable secret key rate of $77.33{\textblackslash}pm {\textblackslash}text{1.65}{\textblackslash},{\textblackslash}text{kbps}$ for 100 s. These results verify the feasibility of PIC-based RFI QKD transmitter and establish a clear pathway toward fully deployable PIC-based QKD systems.

  • Effect and Compensation of Polarization‐Dependent Loss in Free‐Space Reference Frame Independent Quantum Key Distribution

    Journal ArticlePublisher:Advanced Quantum TechnologiesDate:2025
    Authors:
    Kyongchun LimByung‐Seok ChoiJu Hee BaekMinchul KimJoong‐Seon ChoeKap‐Joong KimDong Churl KimJunsang OhChun Ju Youn
    Description:

    Front cover
    Certified as top viewed article in 2025

    • qute202570006-gra-0001-m
    • certificate_top viewed artical 2025
  • Photonic Integrated Chip-based Reference Frame Independent Quantum Key Distribution Transmitter

    Conference PaperPublisher:Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2025Date:2025
    Authors:
    Kyongchun LimByung-Seok ChoiJu Hee BaekMinchul KimJoong-Seon ChoeKap-Joong KimDong Churl KimJunsang OhChun Ju Youn
    Description:

    Top-scored Paper

  • Passive Polarization-Insensitive QKD Receiver Module in a Standard CFP2 Form Factor

    Conference PaperPublisher:European Conference on Optical Communication (ECOC)Date:2026
    Authors:
    Junsang OhJoong-Seon ChoeByung-Seok ChoiJu Hee BaekKyongchun LimChun Ju Youn
  • Variable Optical Attenuator induced Crosstalk in Photonic Integrated Circuit based Quantum Key Distribution Transmitter

    Conference PaperPublisher:QCryptDate:2026
    Authors:
    Kyongchun LimByung-Seok ChoiJu Hee BaekJoong-Seon ChoeChun Ju Youn
  • Effect of Optical Phased Array Sidelobes on QKD Performance Using a Simplified Loss Model

    Conference PaperPublisher:QCryptDate:2026
    Authors:
    Minchul KimKyongchun LimJunsang OhJin-Woo KimChun Ju YounHoon Kim
  • Robust Distribution of Polarization Entanglement via Passive Polarization Stabilization

    Conference PaperPublisher:QCryptDate:2026
    Authors:
    Jin-Woo KimMinchul KimJiho ParkJunsang OhKyongchun LimByung-Seok ChoiChun Ju Youn
  • Analytic Determination of Optimal Transformations for Non-Ideal States in PIC-Based Polarization QKD

    Conference PaperPublisher:QCryptDate:2025
    Authors:
    Joong-Seon ChoeKap-Joong KimMinchul KimKyongchun LimByung-Seok ChoiJu Hee BaekJunsang OhDong Churl KimChun Ju Youn
  • Fully integrated Phase-encoding QKD transmitter in a CFP2 package

    Conference PaperPublisher:QCryptDate:2025
    Authors:
    Junsang OhJoong-Seon ChoeByung-Seok ChoiJu Hee BaekKyongchun LimKap-Joong KimDong Churl KimMinchul KimChun Ju Youn
  • Polarization-Dependent-Loss Compensation with Simple Optical Devices for Polarization-Based Quantum Key Distribution

    Conference PaperPublisher:QCryptDate:2025
    Authors:
    Kyongchun LimByung-Seok ChoiJu Hee BaekMinchul KimJoong-Seon ChoeKap-Joong KimDong Churl KimJunsang OhSoonjae LeeChun Ju Youn

Domestic Journal and Conference papers

  • 최병석, 김홍준, 이순재, 오준상, 백주희, 김갑중, 최중선, 임경천, 김민철, 김진우, 김동철, 윤천주, "CMOS 호환 양자메모리 기반 양자 중계기 핵심 소자 기술 개발," 한국양자정보학회 정기학술대회, 2026.

  • 김재완, 윤천주, 임경천, "양자키분배에서 실시간 편광 보상을 위한 적응형 최적화 알고리즘," 광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2025.

  • 김동철, 김갑중, 김민철, 오준상, 백주희, 임경천, 최중선, 최병석, 윤천주, "810 nm 대역 Si3N4 기반 레이스트랙-도파로 공진기 특성," Photonics Conference, 2024.

  • 최중선, 백주희, 최병석, 김갑중, 김동철, 김민철, 오준상, 임경천, 윤천주, "편광 기반 QKD에서의 편광 분할/결합기 칩 불완전성에 기인한 양자비트 오류율의 분석 및 최소화," 한국광학회 첨단 레이저 및 레이저 응용 워크샵, 2024.

  • 나해영, 임경천, 김민철, 윤천주, "무선 DV-QKD 시스템에서 Seamless 재동기화," 광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2024.

  • 임경천, 최병석, 최중선, 백주희, 김민철, 김갑중, 김동철, 오준상, 윤천주, "무선 양자 암호키 분배 송신부용 광집적화칩 기반 모듈," 광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2024.

  • 김갑중, 오준상, 임경천, 이준희, 최중선, 최병석, 김민철, 김동철, 백주희, 윤천주, "진공 요동을 이용한 양자 난수 생성기," 양자정보 학술대회, 2024.

  • 오준상, 김갑중, 김동철, 김민철, 임경천, 백주희, 최병석, 최중선, 윤천주, "비대칭 지연 간섭계와 입력 광 펄스 특성에 따른간섭 소광비 및 QKD 시스템 영향," 양자정보 학술대회, 2024.

  • 김민철, 임경천, 최병석, 최중선, 백주희, 김갑중, 김동철, 윤천주, "이동 플랫폼에서 가변광감쇄기 집적 광원칩 및 편광부호화칩을 이용한소형 단거리 무선 양자키분배 시스템," 한국광학회 학술 발표회 (동계), 2024.

  • 김동철, 김갑중, 김민철, 임경천, 백주희, 최준혁, 최병석, 최중선, 윤천주, "얽힌 광자 광원을 위한 소광비 35dB 이상을 가지는 1550 nm 링-공진기 제작 및 특성," Photonics Conference, 2023.

  • 김민철, 임경철, 김갑중, 최중선, 최병석, 백주희, 김동철, 윤천주, "등속 이동 양자키분배 시스템의 광범위 빔추적 시스템에 대한 칼만 필터 알고리즘의 적용 효과 분석," Photonics Conference, 2023.

  • 최중선, 김갑중, 김동철, 김민철, 백주희, 임경천, 최병석, 윤천주, "머신 비전 기술을 적용한 광집적회로과 광섬유의 자동 정렬 구현," Photonics Conference, 2023.

  • 김동철, 김갑중, 김민철, 임경천, 백주희, 최준혁, 최병석, 최중선, 윤천주, "810 nm 얽힌 광자광원을 위한 링공진기 결합기 설계," Photonics Conference, 2023.

  • 최중선, 백주희, 최병석, 김민철, 임경천, 김갑중, 김동철, 윤천주, "편광 독립적인 마이클슨 광지연 간섭계 개발," Optics and Photonics Congress, 2023.

  • 최병석, 백주희, 김갑중, 최중선, 임경천, 김민철, 김동철, 윤천주, "Optical Packaging of Stand-alone 3C-SiC-based Single Photon Source," 한국광학회 학술 발표회 (하계), 2023.

  • 임경천, 최병석, 백주희, 김민철, 최중선, 김갑중, 김동철, 윤천주, "무선 양자 통신을 위한 실리콘 광증배소자의 다중 광자 수 검출 특성 분석," 광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2023.

  • 최병석, 백주희, 김갑중, 이종무, 최중선, 임경천, 김민철, 주정진, 윤천주, "Stand-alone 3C-SiC-based Single Photon Source modules for Quantum Key Distribution," 한국광학회 학술 발표회 (동계), 2023.

  • 김동철, 김갑중, 김민철, 임경천, 최준혁, 백주희, 최병석, 최중선, 윤천주, "얽힘 양자광원을 위한 링-공진기에서의 좁은폭-도파로 구조와 도르레-도파로 구조에 대한 링으로의 빛 전달 크기," Photonics Conference, 2022.

  • 김동철, 김갑중, 김민철, 임경천, 최준혁, 백주희, 최병석, 최중선, 윤천주, "얽힘 양자광원을 위한 Si3N4/SiO2/Si 도파로에서 Zero-분산 조건의 수치적인 해," Photonics Conference, 2022.

  • 임경천, 최병석, 김민철, 백주희, 최중선, 김갑중, 윤천주, "다중 프로토콜 기반 무선 양자키분배 시스템에서 프로토콜 간 성능 비교," Optics and Photonics Congress, 2022.

  • 김민철, 임경천, 최병석, 최중선, 김갑중, 백주희, 고영호, 윤천주, "무선 양자암호통신용 팬-틸트 기반 빔트래킹 시스템 광범위 추적 오차성능 개선," Optics and Photonics Congress, 2022.

  • 최병석, 백주희, 김갑중, 이종무, 최중선, 임경천, 김민철, 고영호, 주정진, 윤천주, "Simulation of Fabry-Perot cavity for SiC-based Single Photon Sources," 양자정보 학술대회, 2022.

  • 임경천, 최병석, 백주희, 김민철, 최중선, 김갑중, 윤천주, "유한키 효과를 고려한 무선 양자 암호 키 분배 시스템," 광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2022.

  • 김갑중, 최중선, 최병석, 임경천, 김민철, 고영호, 윤천주, "양자 암호통신을 위한 실리콘 기반 편광 생성기," 광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2022.

  • 김민철, 임경천, 최병석, 최중선, 김갑중, 백주희, 고영호, 윤천주, "송신부 이동 환경 무선 양자키분배를 위한 양방향 근거리 빔트래킹 시스템," 한국광학회 학술 발표회 (동계), 2022.

  • 최병석, 백주희, 김갑중, 이종무, 최중선, 임경천, 김민철, 주정진, 윤천주, "3C-SiC-based Single Photon Sources for Quantum Key distribution," 한국광학회 학술 발표회 (동계), 2022.

  • 임경천, 최병석, 김민철, 백주희, 최중선, 김갑중, 고영호, 윤천주, "기준 프레임 무관 자유공간 양자키분배 기술의 보안성 문제 및 해결 방법," 한국광학회 학술 발표회 (동계), 2022.

  • 임경천, 최병석, 백주희, 김민철, 최중선, 김갑중, 고영호, 윤천주, "적은 양자 상태를 사용하는 기준틀에 무관한 양자키분배 시스템에서 송수신부 결함 효과," Photonics Conference, 2021.

  • 김민철, 임경천, 최병석, 최중선, 김갑중, 백주희, 고영호, 윤천주, "MEMS 고속 스티어링 미러 및 팬-틸트 모듈 기반 이동 환경 양자암호통신용 근거리 양방향 빔 트래킹 시스템," Photonics Conference, 2021.

  • 최병석, 최중선, 백주희, 임경천, 김민철, 김갑중, 고영호, 윤천주, "무선 양자암호통신용 광학 대역 투과 필터 설계," Photonics Conference, 2021.

  • 최중선, 김민철, 백주희, 최병석, 임경천, 김갑중, 고영호, 윤천주, "RFI-QKD를 위한 실리카 PLC 기반 집적형 6편광 분할/결합기 개발," Photonics Conference, 2021.

  • 임경천, 최병석, 김민철, 백주희, 최중선, 김갑중, 고영호, 윤천주, " 6채널 어레이 집적화 광원을 이용한 기준 프레임 무관 자유공간 양자키분배 기술," Optics and Photonics Congress, 2021.

  • 최병석, 백주희, 임경천, 김민철, 최중선, 고영호, 김갑중, 윤천주, "광감쇄기 집적 무선 양자키분배용 6 채널 코히어런트 광원," 광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2021.

  • 임경천, 최병석, 백주희, 김민철, 최중선, 김갑중, 고영호, 윤천주, "기준틀에 무관한 무선 양자키분배 시스템에서의 비대칭 상관관계의 효과,"
    광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2021.

  • 김민철, 임경천, 최병석, 최중선, 김갑중, 윤천주, "팬-틸트 모듈 및 MEMS 고속 스티어링 미러 기반 양자암호통신용 소형 빔트래킹 시스템," 한국광학회 학술 발표회 (동계), 2021.

  • 오준상, 임경천, 이준구, "시분할 직교 호모다인 검출을 이용한 연속변수 양자암호키분배," 한국통신학회논문지, v.46, no.5, pp.900 - 905, 2021.

  • 임경천, 최병석, 백주희, 김민철, 최중선, 김갑중, 고영호, 윤천주, "1550-nm 기준틀에 무관한 자유공간 양자키분배 시스템," 광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2020.

  • 김민철, 임경천, 최중선, 최병석, 백주희, 김갑중, 고영호, 윤천주, "송신부 내 자유공간 정렬이 없는 무선 양자키분배 시스템," 광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2020.

  • 임경천, 최병석, 김민철, 최중선, 고영호, 김갑중, 윤천주, "제어 가능한 실리콘 가이거 모드 단일 광자 검출기 제작 및 특성 분석," Photonics Conference, 2019.

  • 임경천, 윤천주, 이준구, "비가우시안 상태를 이용하는 연속 변수 양자 암호키 분배," 광전자 및 광통신 학술 회의 (COOC), 2019.

  • 임경천, 오준상, 김용신, 박일환, 이준구, "CVQKD 기술동향," 한국통신학회논문지, v.43, no.1, pp.152 - 160, 2018.

  • 이준구, 임경천, 오준상, 김용신, 박일환, "연속 변수 양자 암호 키 분배 통합시스템 모델

    ," 2017년도 한국통신학회 하계종합학술발표회, 2017.

  • 고해신, 임경천, 이준구, "플러그 앤 플레이 양자 키 분배 시스템의 양자 해킹 공격," Photonocis Conference, 2015.

  • 고해신, 임경천, 김기웅, 서창호, 이준구, "양자 상태 수 변화에 따른 양자 암호키 분배 보안성 분석

    ," 정보와 통신 (한국통신학회지), v.31, no.9, pp.63 - 69, 2014.

  • 임경천, 방용환, 남기영, 박경수, 이준구, "CDN interconnection의 IX 트래픽 절감효과 분석," 제24회 통신정보합동학술대회, 2014.

  • 임경천, 최동현, 장준희, 최형진, "OFDM 시스템에서 개선된 Active-set 접근 방식의 TR 기법 제안," 한국통신학회 학술대회논문집, 2011.

Patents

  • DEVICE FOR GENERATING AND SPLITTING POLARIZED LIGHT

    Date: Sep 2026

    Patent Number: 12730329 .Status:Issued.

    Inventors:
    Kap Joong Kim, Chun Ju Youn, Young-Ho Ko, Minchul Kim, Seong Su Park, Kyongchun Lim, Byung-seok Choi, Joong-Seon Choe, Won Seok Han
    Description:

    USA

  • Optical alignment device and optical alignment method of the same

    Date: Apr 2026

    Patent Number: 10-2953382 .Status:Issued.

    Inventors:
    최중선김갑중김동철김민철백주희윤천주임경천최병석
    Description:

    Korea

  • DEVICE FOR GENERATING AND SPLITTING POLARIZED LIGHT

    Date: Jan 2026

    Patent Number: 1029148460000 .Status:Issued.

    Inventors:
    김갑중윤천주고영호김민철박성수임경천최병석최중선한원석
    Description:

    Korea

  • APPARATUS FOR MEASURING HALF-WAVE VOLTAGE OF PHASE MODULATOR AND OPERATING METHOD THEREOF

    Date: Dec 2025

    Patent Number: 1029075830000 .Status:Issued.

    Inventors:
    오준상윤천주김갑중김동철김민철백주희임경천최병석최중선
    Description:

    Korea

  • Quantum key distribution system and operation method thereof

    Date: Sep 2025

    Patent Number: 1028663180000 .Status:Issued.

    Inventors:
    임경천, 윤천주, 최병석, 고영호, 백주희, 김민철, 김갑중, 최중선
    Description:

    Korea

Honors & Awards

  • Outstanding Researcher Award

    date: 2026-04-01

    Issuer:Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)

    Description:

    In recognition of outstanding research achievements that have significantly contributed to the advancement and prestige of the institute

    • 표창장_우수연구자상
  • Annual Honor Roll Award

    date: 2018-04-12

    Issuer:Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

    Description:

    Awarded in recognition of outstanding research performance during the 2017 Ph.D. research program evaluation

    • 2017연차우등상
  • Annual Honor Roll Award

    date: 2017-04-04

    Issuer:Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

    Description:

    Awarded in recognition of outstanding research performance during the 2016 Ph.D. research program evaluation

    • 2016연차우등상
  • Annual Honor Roll Award

    date: 2016-04-11

    Issuer:Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

    Description:

    Awarded in recognition of outstanding research performance during the 2015 Ph.D. research program evaluation

    • 2015연차우등상
  • Outstanding Paper Award, Photonics Conference 2015

    date: 2015-12-03

    Issuer:The 24th Photonics Conference

    • PC 2015 우수논문상

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218 Gajeong-ro, Yuseong-gu, Daejeon, 34129, KOREA