量子電路綜合與容錯(cuò)方法研究.pdf

1、可逆計(jì)算具有低功耗的特點(diǎn)，因而被廣泛的應(yīng)用于低能耗CMOS、熱力學(xué)技術(shù)以及納米技術(shù)等研究領(lǐng)域。量子電路運(yùn)行的量子計(jì)算是一種典型的可逆計(jì)算。研究量子電路的綜合和容錯(cuò)設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。量子電路是由量子門級(jí)聯(lián)而成，為了自動(dòng)設(shè)計(jì)符合要求的最優(yōu)量子電路，需要研究量子電路的自動(dòng)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(qiáng)量子電路的可靠性，需要對(duì)量子電路進(jìn)行了容錯(cuò)方法的探索研究，主要工作內(nèi)容包括：
　　(1)量

2、子電路進(jìn)化設(shè)計(jì)理論的研究。通過(guò)引入時(shí)間延遲、邏輯復(fù)雜度等更多更全面的性能指標(biāo)，進(jìn)一步改善了已有數(shù)學(xué)模型中考慮不全面的問題，通過(guò)將量子電路綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為對(duì)數(shù)學(xué)模型中目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值的獲取，繼而可以通過(guò)智能算法進(jìn)行尋優(yōu)，獲得最優(yōu)電路；此外利用二維變長(zhǎng)染色體對(duì)量子電路進(jìn)行多目標(biāo)設(shè)計(jì)。對(duì)于較大規(guī)模的復(fù)雜量子電路，使用數(shù)字電路中的分塊思想，進(jìn)行分塊進(jìn)化設(shè)計(jì)，大大降低了復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)難度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新方法綜合的量子電路具有更好的綜合性能指標(biāo)。

3、
　　(2)量子電路容錯(cuò)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(duì)完全由奇偶保持門構(gòu)建的量子電路的在線故障檢測(cè)方法，并且基于硬件冗余的思想對(duì)單個(gè)獨(dú)立門進(jìn)行了自修復(fù)設(shè)計(jì)，繼而級(jí)聯(lián)構(gòu)造出一個(gè)完整的容錯(cuò)量子電路。其次對(duì)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(shè)計(jì)方法，通過(guò)對(duì)電路中的非奇偶保持門增添部分輸入輸出位構(gòu)造成同功能的奇偶保持門。此外，通過(guò)對(duì)可逆功能電路運(yùn)用分塊的思想對(duì)組成電路的