量子三值全加器设计

量子多值加法器是构建量子多值计算机的基本模块.通过认真分析三元域上加法的运算规则及带进位加法的真值表,通过设置扩展三值Toffoli门的控制条件有效实现一位加法在各种情况下的进位,利用三值Feynman门实现一位加法的求和运算,由此设计出一位量子三值全加器,再利用进位线将各位量子全加器连接起来构造出n位量子三值全加器.与同类电路相比,此量子全加器所使用的辅助线及量子代价都有所减少.     

可控量子计数器的构造

本文构造了可控量子计数器,当控制位为“0”时所有输入位原样输出,而当控制位为“1”时输出输入进一位,该模型在应用上可为量子计算机提供具有通用性和可扩展性的计数和存储单元。     

量子全加器设计

量子全加器是量子计算机的基本单元,为了减少能耗,降低构造成本及物理实现难度,本文提出一种新型n位量子全加器,使用3n个CNOT（Controlled NOT）门和2n-1个Toffoli门实现n位量子加减法,采用超前进位方式,不含进位输入,通过最高溢出标志位判断加法的进位和减法的正负号,标志位不参与高低位计算,不增加电路延时,适合n位量子并行计算.随机生成4、8、16和32位数分别进行加减仿真操作,验证了全加器的正确性.该全加器量子代价较低,结构简单,有利于提高集成电路规模和集成度.     

基于量子元胞自动机容错全加器的设计

为提高新一代纳米器件量子元胞自动机(QCA)电路的稳定性及可靠性,提出了一种容错1位全加器,然后通过QCADesigner软件来仿真分析1位容错全加器,验证了该设计的可行性及它具有较好的容错性,该设计对复杂QCA电路的容错性的研究起到借鉴作用.     

用基本两位量子逻辑门实现N位量子逻辑门的研究

量子电路是实现量子态幺正演化的手段,一位和两位门是构成量子电路的基础。Barenco 用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门功能,张登玉在Barenco的工作基础上对用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门功能进行了改进。通过对Barenco方案和张登玉方案的分析和研究,提出了一个用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门功能的新方案,该方案结构更简单,且所用的两位门更易于实现,同时指出和改正了张文的不太准确的结论。     

基于多数决定逻辑非门的低功耗全加器设计

全加器是算术运算的基本单元,提高一位全加器的性能是提高运算器性能的重要途径之一。首先提出多数决定逻辑非门的概念和电路设计,然后提出一种基于多数决定逻辑非门的全加器电路设计。该全加器仅由输入电容和CMOS反向器组成,较少的管子、工作于极低电源电压、短路电流的消除是该全加器的三个主要特征。对这种新的全加器,用PSpice进行了晶体管级模拟。结果显示,这种新的全加器能正确完成加法器的逻辑功能。     

量子计算机前瞻:量子门与量子电路模型

本文介绍了量子计算机的基本概念和历史背景，它相对于经典计算机的优越性，详细讨论了量子逻辑门的基本构造，重点分析了单比特量子们和异或XOR门的控制受控关系，并对异或XOR门作为基本的2比特量子门的原因作了阐述，给出基于单比特量子门和XOR门构建的基它布尔逻辑门的量子电路。     

基于量子细胞自动机的全加器实现

基于量子细胞自动机的双稳态特性和数字电路,设计了异或门和加法器,采用半经典仿真方法对其进行了仿真,并与Tougaw等人设计的异或门和全加器进行了比较,结果显示在能实现同样的异或和加法功能的情况下,电路结构较为简单且使用的QCA数目大大减少,在规模上只有Tougaw设计的电路的一半左右,这对于减小以后设计的更复杂电路的规模有较大的借鉴意义。     

量子衍生神经网络的设计与实现

当使用神经网络解决问题时, 得到的结果与神经网络的逼近能力有很大关系。如何提高神经网络的逼近能力目前还没有较为理想的解决方法。本文提出了一种利用多位量子受控非门来构造神经网络模型的新方法。该模型为三层结构,隐层为量子神经元,输出层为普通神经元。量子神经元由量子旋转门和多位受控非门组成,利用多位受控非门中目标量子位的输出向输入端的反馈,实现对输入序列的整体记忆,利用多位受控非门的受控关系获得量子神经元的输出。基于量子计算原理设计了该模型的L M学习算法。该模型可从宽度和深度两方面获取输入序列的特征。纸牌预测的实验结果表明,当输入节点数和序列长度比较接近时,该模型对训练集的识别率比普通神经网络有大约8%的提高,从而揭示了量子计算机制对提高网络逼近能力的有效性。      

一种基于多数决定门的新型全加器的设计

在对现有全加器电路研究分析的基础上,提出了一种基于低功耗XOR/XNOR电路和多数决定门的新型高性能全加器电路.多数决定门采用输入电容和静态CMOS反相器实现,降低了电路的功耗,提高了运算速度.采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺器件参数,对全加器进行Spectre仿真.结果表明,在2.4 V到0.8 V电源电压范围内,与已有的全加器相比,新全加器在功耗和延迟上都有较大程度的改进.     

用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门的功能

在Barenco的工作基础上,用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门（对应的幺正变换矩阵为Λn-1(W)）的功能。该方案具有结构简单,易于实现的特点。     

激光的偏振与量子计算中的量子态

激光光子的水平偏振和竖直偏振分别视为量子位的两个状态。研究激光的偏振态作为量子态的方法以及偏振器的量子逻辑功能。     

多用户网络环境下量子密码术

在传统的点到点之间进行量子密钥分发协议的基础上,利用量子存储技术和EPR粒子纠缠态互换的方法,提出了在多用户、多控制中心、远距离的网络环境下进行量子密钥传送的方案。与传统的点与点之间的量子密钥传送协议类似,其安全性也是建立在量子力学原理上,任何窃听者的存在必将使生成密钥的误码率上升而被合法通信用户发现。     

量子逻辑门中的编码量子位研究

本文提出在量子编码中用量子字节控制量子字节的设想,具体分析了字节被控编码法防止或纠正逻辑运算错误的量子线路,该编码既适用于量子逻辑门的防错和纠错,也适用于防止量子计算机存储单元的解相干。该编码法量子位使用效率为５０％,且防错和纠错过程简单明了,并有单个逻辑双态双轨技术提供实验基础,因此该方案实现的可能性大。     

量子触发器的设计与优化

量子触发器是量子逻辑电路中一个很重要的量子器件,在量子计算领域有着重要的意义。根据量子触发器的逻辑功能,利用量子触发器输入和输出之间的关系,研究了一种通过引入辅助比特来解决数字电路反馈问题以及实现数据保持状态锁存功能的方法。设计构造了五种不同的量子触发器并对量子线路进行了优化。这些量子锁存器在建造量子计算机中可以作为可扩展的基本锁存功能单元使用。     

量子控制实验研究进展

量子控制论是一门以研究微观世界系统量子态的控制问题为主要内容的新兴边缘学科．与经典控制论有着显著区别，实验方法是目前研究量子控制最直接有效的主要方法．本文系统全面地介绍了量子控制实验研究现状，并对其未来发展进行了展望．     

光学偏振器的量子逻辑功能

光子的水平偏振态和竖直偏振态作为两种基本量子状态。利用光学偏振器实现量子操作、最子异或操作的逻辑功能,分析偏振器在构造量子Ｔｏｆｆｏｌｉ门和量子Ｆｒｅｄｋｉｎ门中的作用。     

量子计算及量子计算机

介绍了量子计算和量子计算机的基本概念,分析了量子计算比之经典计算的特点,讨论了量子计算机物理上的几种可能实现方法,最后展望了量子计算机的应用前景。