量子可逆逻辑电路的研究及设计
发布时间：2021-03-16 18:47
量子可逆逻辑是最近几十年中迅速发展起来的新兴研究领域。在20世纪60年代，科学家Landauer指出在高科技技术与系统中，当采用不可逆操作的电路时，会存在能量损耗问题，并且每传递1bit信息时会损耗kTln2的热量。然而在1973年，科学家Bennett发现能耗问题其实来源于计算过程中的不可逆操作，当计算过程采用的是可逆操作时，就不会存在能量损耗问题。因此，可逆逻辑在最近几十年中受到各方面越来越多的关注，并且已经运用在多种领域，如光学计算机、纳米技术、量子计算机等。本文在研究量子可逆逻辑特性与现存的量子可逆逻辑电路结构基础上，主要完成了以下一些工作：（1）提出了一种新型的量子可逆全加法器结构以及新型的量子可逆BCD加法电路。本文提出了以导师和作者名字命名的量子可逆逻辑门—ZRQ1门，该门能够独立完成量子可逆全加法器结构的功能；并在此门的基础上再结合基本的量子可逆逻辑门，以经典BCD加法电路的研究为理论平台设计出一种新型量子可逆BCD加法电路；并对量子可逆逻辑电路设计理论与工艺实现途径、量子结构加法器最优参数提取方法等应用进行分析研究。（2）提出一种通过控制线来控制量子可逆全加法器和全减...
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 量子可逆逻辑
1.3 本文主要的研究内容以及论文结构
第二章 量子可逆逻辑线路的基本知识
2.1 量子位
2.2 幺正操作
2.3 可逆逻辑函数
2.4 基本量子可逆逻辑门
2.4.1 一位量子可逆逻辑门
2.4.2 二位量子可逆逻辑门
2.4.3 多位量子可逆逻辑门
2.5 量子线路结构
2.6 本章小结
第三章 量子全加法器及量子可逆 BCD 加法电路
3.1 量子可逆逻辑门
3.1.1 量子 New Toffoli 门
3.1.2 量子 ZRQ1 门
3.1.3 量子 NC 门
3.2 经典 BCD 加法电路
3.3 新型的量子可逆 BCD 加法电路
3.3.1 量子串行进位四位二进制加法电路
3.3.2 量子可逆 BCD 溢出检测逻辑电路
3.3.3 量子可逆 BCD 溢出校正逻辑电路
3.4 量子全加法器及量子可逆 BCD 加法电路的性能分析
3.4.1 ZRQ1 完成量子全加法器的性能分析
3.4.2 量子可逆 BCD 溢出检测逻辑电路的性能分析
3.4.3 新型的量子 BCD 加法电路的性能分析
3.4.4 N 比特量子可逆 BCD 加法电路的性能分析
3.5 本章小结
第四章 基于控制线的量子可逆 BCD 加/减法电路
4.1 量子可逆逻辑门
4.1.1 TR 门
4.1.2 Modified Toffoli 门
4.1.3 量子可逆 ZRQ2 门
4.2 经典 BCD 全加/减法电路
4.3 量子可逆 BCD 加/减法电路的控制实现
4.3.1 量子可逆串行进位四位二进制加/减法操作
4.3.2 量子可逆 BCD 加/减法器溢出检测逻辑电路
4.3.3 量子可逆 BCD 加/减法器溢出校正逻辑电路
4.4 基于控制线的量子可逆 BCD 加/减法电路的性能分析
4.4.1 ZRQ2 门完成量子可逆全加/减法器的性能分析
4.4.2 量子可逆 BCD 加/减法电路的性能分析
4.5 本章小结
第五章 量子可逆比较器的研究与设计
5.1 1-bit 量子可逆比较器的设计
5.2 4-bit 量子可逆比较器的设计
5.3 量子可逆比较器的综合性能分析
5.3.1 1-bit 量子可逆比较器的性能分析
5.3.2 1-bit 量子可逆比较器最低标准分析
5.3.3 4-bit 的量子可逆比较器的性能分析
5.3.4 n-bit 的量子可逆比较器的性能分析
5.3.5 检查及纠正 4-bit 量子可逆比较器的正确性
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 今后的工作与展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文及主持参与课题
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型BCD加法器及其可逆逻辑实现[J]. 周日贵,张满群,吴茜,施洋. 华东交通大学学报. 2011(04)
[2]基于真值表变换的可逆逻辑综合算法[J]. 安博,陈汉武,杨忠明,王冬,李志强. 东南大学学报(自然科学版). 2010(01)
[3]BCD码的十进制加法电路[J]. 刘传隆. 电子技术. 2009(10)
博士论文
[1]可逆计算中逻辑综合若干问题研究[D]. 管致锦.南京航空航天大学 2008
本文编号：3086432
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 量子可逆逻辑
1.3 本文主要的研究内容以及论文结构
第二章 量子可逆逻辑线路的基本知识
2.1 量子位
2.2 幺正操作
2.3 可逆逻辑函数
2.4 基本量子可逆逻辑门
2.4.1 一位量子可逆逻辑门
2.4.2 二位量子可逆逻辑门
2.4.3 多位量子可逆逻辑门
2.5 量子线路结构
2.6 本章小结
第三章 量子全加法器及量子可逆 BCD 加法电路
3.1 量子可逆逻辑门
3.1.1 量子 New Toffoli 门
3.1.2 量子 ZRQ1 门
3.1.3 量子 NC 门
3.2 经典 BCD 加法电路
3.3 新型的量子可逆 BCD 加法电路
3.3.1 量子串行进位四位二进制加法电路
3.3.2 量子可逆 BCD 溢出检测逻辑电路
3.3.3 量子可逆 BCD 溢出校正逻辑电路
3.4 量子全加法器及量子可逆 BCD 加法电路的性能分析
3.4.1 ZRQ1 完成量子全加法器的性能分析
3.4.2 量子可逆 BCD 溢出检测逻辑电路的性能分析
3.4.3 新型的量子 BCD 加法电路的性能分析
3.4.4 N 比特量子可逆 BCD 加法电路的性能分析
3.5 本章小结
第四章 基于控制线的量子可逆 BCD 加/减法电路
4.1 量子可逆逻辑门
4.1.1 TR 门
4.1.2 Modified Toffoli 门
4.1.3 量子可逆 ZRQ2 门
4.2 经典 BCD 全加/减法电路
4.3 量子可逆 BCD 加/减法电路的控制实现
4.3.1 量子可逆串行进位四位二进制加/减法操作
4.3.2 量子可逆 BCD 加/减法器溢出检测逻辑电路
4.3.3 量子可逆 BCD 加/减法器溢出校正逻辑电路
4.4 基于控制线的量子可逆 BCD 加/减法电路的性能分析
4.4.1 ZRQ2 门完成量子可逆全加/减法器的性能分析
4.4.2 量子可逆 BCD 加/减法电路的性能分析
4.5 本章小结
第五章 量子可逆比较器的研究与设计
5.1 1-bit 量子可逆比较器的设计
5.2 4-bit 量子可逆比较器的设计
5.3 量子可逆比较器的综合性能分析
5.3.1 1-bit 量子可逆比较器的性能分析
5.3.2 1-bit 量子可逆比较器最低标准分析
5.3.3 4-bit 的量子可逆比较器的性能分析
5.3.4 n-bit 的量子可逆比较器的性能分析
5.3.5 检查及纠正 4-bit 量子可逆比较器的正确性
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 今后的工作与展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文及主持参与课题
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型BCD加法器及其可逆逻辑实现[J]. 周日贵,张满群,吴茜,施洋. 华东交通大学学报. 2011(04)
[2]基于真值表变换的可逆逻辑综合算法[J]. 安博,陈汉武,杨忠明,王冬,李志强. 东南大学学报(自然科学版). 2010(01)
[3]BCD码的十进制加法电路[J]. 刘传隆. 电子技术. 2009(10)
博士论文
[1]可逆计算中逻辑综合若干问题研究[D]. 管致锦.南京航空航天大学 2008
本文编号：3086432
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/ljx/3086432.html
