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量子可逆逻辑电路综合的快速算法研究
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:《计算机学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP38[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]扬州大学信息工程学院,江苏扬州225009, [3]南京信息工程大学计算机科学与技术系,南京210044
  • 相关基金:本课题得到国家自然科学基金(60572071,60873101)、国家自然科学基金会重大研究计划(90412014)、江苏省自然科学基金(BK2008209,BK2007104)和江苏省高校自然科学研究计划(06KJB520137)资助.
中文摘要:

可逆逻辑有许多应用,尤其在量子计算领域,量子可逆逻辑电路是构建量子计算机的基本单元,量子可逆逻辑电路综合就是根据电路功能,以较小的量子代价自动构造量子可逆逻辑电路.文中结合可逆逻辑电路综合的多种算法,提出了一种新颖高效的算法,自动构造正极性Reed-Muller展开式(RM),在生成量子可逆逻辑电路的解空间树上,采用总体层次遍历,局部深度搜索,借鉴模板优化技术,构造限界函数快速剪去无解或非最优解的分枝,优先探测RM中的因子,以极高的效率生成最优电路.以国际公认的3变量可逆函数测试标准,该算法不仅能够生成全部最优电路,而且运行速度远远超过同类算法.

英文摘要:

Reversible logic finds many applications, especially in the area of quantum computing. Quantum reversible logic circuits are basic elements in quantum computer construction. Synthesis of quantum reversible logic circuits means to automatically construct desired quantum reversible logic circuit with minimal quantum cost. The authors absorb different ideas of reversible logic circuits synthesis and present a novel and efficient algorithm which can automatically derive the positive polarity Reed-Muller expansion (RM). A solution space tree is constructed to create quantum reversible logic circuits. Firstly, floor traversal is applied globally, and depth-first search is used locally. Secondly, according to the technique of template optimization, the bound function is constructed, which can rapidly prune the branches with no or nonoptimal result. Thirdly, factors of RM are first considered, therefore the algorithm can effectively construct optimal result and saves computational cost significantly. Judging by the internationally recognized reversible functions of three variables, the proposed algorithm not only synthesizes all optimal reversible functions, but also runs extremely faster than others of the same kind.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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:48433