可逆邏輯門與可逆邏輯電路的Petri網(wǎng)建模與分析.pdf

1、Petri網(wǎng)是對(duì)離散并行系統(tǒng)建模的有效工具之一。Petri網(wǎng)的結(jié)構(gòu)有直觀的圖形表示，也有基于數(shù)學(xué)工具的抽象表述方式。它的理論發(fā)展為分析系統(tǒng)行為和計(jì)算機(jī)科學(xué)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。Petri網(wǎng)已被廣泛的應(yīng)用于計(jì)算機(jī)科學(xué)，分布式計(jì)算以及并發(fā)系統(tǒng)的建模與分析當(dāng)中。
　　本文利用Petri網(wǎng)對(duì)量子計(jì)算模型的核心可逆邏輯門與大型的可逆邏輯電路進(jìn)行建模與分析。首先根據(jù)邏輯電路門（包括與門和非門等）的Petri網(wǎng)模型得到可逆邏輯門Fredkin門的

2、Petri網(wǎng)模型，進(jìn)而對(duì)建立的Petri網(wǎng)模型的可達(dá)性、并發(fā)性、有界性、結(jié)構(gòu)有界性、死鎖和活性等特性進(jìn)行分析。將Fredkin門的Petri網(wǎng)模型轉(zhuǎn)化為嚴(yán)格的數(shù)學(xué)表達(dá)方式后進(jìn)行分析。通過分析得到Fredkin可逆邏輯門的Petri網(wǎng)模型是結(jié)構(gòu)有界、結(jié)構(gòu)守恒的、不存在死鎖、陷阱和沖突，并且存在兩對(duì)并發(fā)變遷，但是Fredkin可逆邏輯門的Petri網(wǎng)模型不是活性網(wǎng)。
　　可逆邏輯電路是量子計(jì)算模型的核心結(jié)構(gòu)，利用可逆邏輯門可以組建大型

3、的可逆邏輯電路。在Fredkin門的Petri網(wǎng)基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步對(duì)大型的可逆邏輯電路進(jìn)行Petri建模。由可逆邏輯門組成的可逆邏輯電路在一定程度上能夠保持Petri網(wǎng)的可達(dá)性、并發(fā)性、有界性、結(jié)構(gòu)有界性、死鎖、活性等特性；反之，一部分可逆邏輯電路的Petri網(wǎng)模型具備的特性是Fredkin可逆邏輯門所不具備的，通過分析得到死鎖、活性以及可達(dá)性是比較典型的三個(gè)滿足上述特征的特性。通過分析可逆邏輯門的每個(gè)輸入與輸出的關(guān)系以及可逆邏輯電路中