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基于真值表演算的四量子电路综合方法
  • ISSN号:1001-0505
  • 期刊名称:《东南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP387[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]东南大学计算机科学与工程学院,南京210096, [2]河南大学计算机中心,开封415002, [3]扬州大学信息工程学院,扬州225009
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60572071 60873101); 江苏省自然科学基金资助项目(BM2006504 BK2007104)
中文摘要:

为了能以较小的代价高效地自动构造量子可逆逻辑电路,提出了一种新颖的四量子可逆逻辑综合方法.该方法首先将一个四量子电路的函数表示成真值表的形式;然后利用传统的递归思想,通过对换演算,将四量子电路映射函数的真值表分解成2块相互独立的三量子电路映射函数的真值表;再查找相应的最优三量子电路,直接生成相关电路;最后将对换运算的电路并入该电路,经过局部优化即可生成最终电路.分析结果表明,用该方法综合四量子电路能大幅减少TOF门的数量,平均需要15.74个TOF门,最多只需24个TOF门.同时该算法避免了穷举法所需的时空复杂度太大的问题,便于经典计算机实现.

英文摘要:

In order to construct quantum reversible logic circuits efficiently and automatically with low cost,a novel method for 4-qubit circuits is proposed.It first represents a 4-qubit function by truth table.Using traditional recursive thought,through truth table permutation,a truth table of 4-qubit mapping function can be decomposed into two independent truth tables of 3-qubit mapping function.Then the corresponding optimal 3-qubit circuits are found,and relevant circuit is directly generated.Meanwhile,the circuits generated in permutation are also added into the circuit.After optimization,4-qubit quantum reversible logic circuits are finally synthesized.Experimental results show that the number of gates to construct reversible logic circuits is less than that of other methods.For any 4-qubit binary logic function,the average number of TOF gates is 15.74 and the most number of TOF gates is 24.This method avoids the exponential nature of the memory or run-time complexity,and it is simple to implement in classical computer.

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期刊信息
  • 《东南大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:东南大学
  • 主编:毛善锋
  • 地址:南京四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:xuebao@seu.edu.cn
  • 电话:025-83794323
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-0505
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1178/N
  • 邮发代号:28-15
  • 获奖情况:
  • 先后荣获第三届国家期刊奖百种重点期刊奖,2006-2...,2013年荣获首届江苏省新闻出版政府奖"报刊奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:23651