本项目研究量子计算中可逆逻辑电路的合成。针对三个方面的研究多值可逆逻辑电路和混合值可逆逻辑电路的一致性问题和合成算法;直接用基本量子门合成可逆逻辑电路;不完全详述函数的合成。给出了在不添加位的情况下,合成n位可逆电路的最小一致性门的集合一个只含两个门的集合,它可以实现所有的n位可逆电路。对不同的门和费用类型,提出了增强的双向综合快速算法来综合最小的可逆逻辑电路。显示了在一致可逆门集合中,选Peres门比标准的Toffoli门更好。提出了一种针对任意n位可逆函数的迭代合成算法。算法的时间和空间复杂度分别为O(n*4^n) 和 O(n*2^n),该算法的计算复杂度指数级低于广度优先的合成算法。证明了所有混合可逆电路都可以由混和非门和多控制非门组成,证明了任何带有一位或两位二值量子位和任意位数量的三值量子位的混合可逆电路都可以由混合非门和控制非门合成。给出了通过增加的输入和无用的输出来合成任意三值不可逆逻辑电路的算法。
英文主题词Quantum computation; reversible logic circuit; logic synthesis; algorithm design; group theory