量子可逆組合邏輯器件的設(shè)計與研究.pdf

1、作為量子計算和可逆計算研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，對可逆邏輯的研究顯得尤為重要?？赡孢壿嬙谏镄畔W、DNA計算、納米技術(shù)、低功耗集成電路、信息安全等很多現(xiàn)代科學領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。自1961年，Landauer提出可逆性與計算過程中的能量損耗有必然聯(lián)系的論點以來，可逆邏輯的研究正引起越來越多的關(guān)注。
　　本文在分析可逆邏輯特性和現(xiàn)存可逆線路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，主要完成以下研究工作：
　　（1）提出了一種新型可逆量子結(jié)構(gòu)加法器和量子結(jié)構(gòu)無

2、等待進位加法器
　　提出了以導師和學位申請人名字命名的量子邏輯門—“ZS”門。同時以該門為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一種新型的可逆加法電路模型，開展了對量子邏輯器件設(shè)計理論與工藝實現(xiàn)途徑、量子結(jié)構(gòu)加法器最優(yōu)參數(shù)提取方法等的研究與應(yīng)用。
　?。?）提出了一種新型的可逆量子結(jié)構(gòu)陣列乘法器，并構(gòu)建了該乘法器的晶體管設(shè)計模型。
　　以經(jīng)典邏輯中乘法器結(jié)構(gòu)為研究基礎(chǔ)，完成了可逆邏輯下量子結(jié)構(gòu)乘法器構(gòu)造與模型分析，同時，首次提出了量子結(jié)構(gòu)陣列乘

3、法器。這種可逆陣列乘法器可以獨立完成帶符號結(jié)構(gòu)的可逆乘法運算。提出了量子加法結(jié)構(gòu)的晶體管構(gòu)造以及量子結(jié)構(gòu)陣列乘法器的晶體管構(gòu)造，將經(jīng)典邏輯理論能耗問題降至最低，并能極大地減少量子邏輯陣列乘法器的時間復雜度。
　?。?）提出了可逆的算術(shù)邏輯單元模型
　　以前述的可逆加法器結(jié)構(gòu)為范本，提出了可逆算術(shù)邏輯單元的清晰構(gòu)造，通過一定的控制單元的設(shè)置，該算術(shù)邏輯單元能夠在一個可逆的集成系統(tǒng)中完成經(jīng)典的算術(shù)邏輯操作，包括：加法、減法、按位