量子電路綜合與容錯方法研究.pdf

1、可逆計算具有低功耗的特點，因而被廣泛的應用于低能耗CMOS、熱力學技術以及納米技術等研究領域。量子電路運行的量子計算是一種典型的可逆計算。研究量子電路的綜合和容錯設計具有重要的理論意義和實用價值。量子電路是由量子門級聯(lián)而成，為了自動設計符合要求的最優(yōu)量子電路，需要研究量子電路的自動綜合方法，新的綜合方法必須更有效，且更具有通用性。此外為了增強量子電路的可靠性，需要對量子電路進行了容錯方法的探索研究，主要工作內(nèi)容包括：
　　(1)量

2、子電路進化設計理論的研究。通過引入時間延遲、邏輯復雜度等更多更全面的性能指標，進一步改善了已有數(shù)學模型中考慮不全面的問題，通過將量子電路綜合優(yōu)化設計轉(zhuǎn)化為對數(shù)學模型中目標函數(shù)最優(yōu)值的獲取，繼而可以通過智能算法進行尋優(yōu)，獲得最優(yōu)電路；此外利用二維變長染色體對量子電路進行多目標設計。對于較大規(guī)模的復雜量子電路，使用數(shù)字電路中的分塊思想，進行分塊進化設計，大大降低了復雜電路的設計難度。實驗結果表明，新方法綜合的量子電路具有更好的綜合性能指標。

3、
　　(2)量子電路容錯方法的研究。根據(jù)量子邏輯門輸入輸出奇偶保持特性，首先提出一種特殊的針對完全由奇偶保持門構建的量子電路的在線故障檢測方法，并且基于硬件冗余的思想對單個獨立門進行了自修復設計，繼而級聯(lián)構造出一個完整的容錯量子電路。其次對于更普遍的不具有奇偶保持特性的量子邏輯門，提出了一種奇偶二次封裝設計方法，通過對電路中的非奇偶保持門增添部分輸入輸出位構造成同功能的奇偶保持門。此外，通過對可逆功能電路運用分塊的思想對組成電路的