面向量子電路設計的建模.pdf

1、隨著量子通信與量子計算的深入發(fā)展，量子電路應用越來越廣；與此同時，隨著傳統(tǒng)集成電路的迅猛發(fā)展，其集成規(guī)模也即將達到物理極限，而量子電路恰能解決其存在的問題，因此如何設計量子電路成為當今亟待解決的問題。
　　 在前人相關工作的基礎上，本文為實現(xiàn)量子電路設計的建模，提出了針對量子電路中典型代表的兩類電路設計——量子隱形傳態(tài)電路和量子元胞自動機電路——的模型建立并實現(xiàn)實驗驗證。在量子隱形傳態(tài)電路綜合的建模中，考慮到物理底層實現(xiàn)多是采用

2、光學方案以及量子隱形傳態(tài)所要求傳輸量子比特需要可逆功能等因素，本文采用以線路模型為基礎，針對電路的功能分為三段并分別加以研究考察；以量子邏輯門和Toffoli門集為基礎，尋求電路綜合的完備通用邏輯門集合并加以可逆化改造。在上述兩者的基礎上構建用于邏輯綜合的電路模型并通過Matlab工具箱編譯以實驗驗證；在量子元胞自動機電路的仿真的建模中，考慮到前人工作未能很好地兼顧模擬精確度和效率兩方面的因素，本文提出在相對較高的設計層次上，采用以貝葉

3、斯網絡模型為基礎進行電路建模，不僅使以上兩方面因素得以有效地兼顧，還能得出相關參數對電路功能影響的效果。其中分別從定性和定量兩方面著手，詳細闡述了如何將貝葉斯網絡模型與量子元胞自動機電路物理特性進行耦合的建模過程，即諸如元胞-節(jié)點間的相互轉化，用密度矩陣描述概率分布函數以及各物理參數的量化等等，并舉一例加以說明。最后通過Matlab工具箱編譯以實驗驗證。通過實驗驗證，上述兩個電路模型能夠很好的模擬其分別對應的量子電路，而且具有很高的效率