基于量子可逆計(jì)算線路模型的量子線路仿真.pdf

1、上世紀(jì)中葉，人們發(fā)現(xiàn)能耗會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)中的芯片發(fā)熱，極大地影響了芯片的集成度，限制了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。研究發(fā)現(xiàn)，能耗來(lái)源于計(jì)算過(guò)程中的不可逆操作。量子計(jì)算機(jī)的概念就源手為解決計(jì)算機(jī)能耗問(wèn)題而開(kāi)展的可逆計(jì)算機(jī)的研究，即能否為經(jīng)典計(jì)算機(jī)找到一種對(duì)應(yīng)的不影響運(yùn)算能力的可逆計(jì)算機(jī)。 量子計(jì)算機(jī)不僅能夠模擬量子系統(tǒng)，而且能夠利用量子并行計(jì)算的優(yōu)勢(shì)為經(jīng)典計(jì)算機(jī)中的NP商題設(shè)計(jì)多項(xiàng)式時(shí)間的算法。本文采用量子計(jì)算研究中最具代表性的電路模型模擬量字

2、計(jì)算過(guò)程，構(gòu)建了量子信息與計(jì)算的仿真平臺(tái)雛形。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用新的量子寄存器結(jié)構(gòu)作為存儲(chǔ)媒介，在空間性能上優(yōu)于早先的矩陣存儲(chǔ)形式：將量子邏輯門(mén)對(duì)量子基矢的作用直接映射為位之間的邏輯關(guān)系，避免了大量乘法運(yùn)算的時(shí)間。平臺(tái)的首要目的是模擬兩個(gè)重要的量子算法-Deutsch算法和量子Fourier變換的演算，并利用量子Fourier變換的結(jié)果來(lái)實(shí)行大數(shù)因式分解。通過(guò)實(shí)驗(yàn)及仿真結(jié)果說(shuō)明了基于邏輯位的操作優(yōu)于基于矩陣運(yùn)算。平臺(tái)的第二目的是進(jìn)行量子布爾電