量子可逆邏輯電路綜合研究.pdf

1、量子計(jì)算機(jī)的提出是源于經(jīng)典計(jì)算機(jī)的兩大極限:物理極限—集成度越高，芯片內(nèi)部量子現(xiàn)象越顯著;性能極限—能耗和散熱限制了集成度的提高。研究表明，芯片耗能產(chǎn)生于計(jì)算過(guò)程中的不可逆過(guò)程，而量子力學(xué)中的幺正變換可以將計(jì)算過(guò)程轉(zhuǎn)換為可逆過(guò)程，從根本上解決能耗問(wèn)題。因此，量子可逆計(jì)算是量子計(jì)算的核心，量子可逆電路綜合技術(shù)是構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)于量子計(jì)算與量子信息的發(fā)展具有重要的意義。已有許多研究者提出了各種綜合算法，但是由于相應(yīng)的搜索空間

2、隨電路規(guī)模增長(zhǎng)成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，已提出的可逆邏輯綜合算法雖然能夠得到近似最優(yōu)解，但是存在計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者對(duì)特定電路綜合的效率低下等問(wèn)題。
　　本文在研究前人各種相關(guān)算法的基礎(chǔ)上，提出了基于對(duì)換電路門庫(kù)的可逆邏輯綜合算法。該算法以可逆邏輯本質(zhì)上是置換為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)論中對(duì)置換的分析，總結(jié)了對(duì)換門庫(kù);針對(duì)可逆函數(shù)等價(jià)于置換的特點(diǎn)，將相應(yīng)的可逆函數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)換序列，進(jìn)而參照已經(jīng)總結(jié)好的對(duì)換門庫(kù)，進(jìn)行可逆邏輯綜合。最后，通過(guò)綜合運(yùn)用各種電路優(yōu)