基于改进五输入择多门的QCA全加器设计及应用

量子元胞自动机(Quantum-dot cellular automata,QCA)是一种新兴的纳米技术.本文基于改进的五输入择多门,设计出一个全加器,在保持正确逻辑功能的基础上较以往的全加器有一定优势.应用该全加器设计加法器和乘法器,结果表明在某些性能上有显著提高.     

基于遗传算法的量子可逆逻辑电路综合方法研究

量子可逆逻辑电路综合主要是研究在给定的量子门和量子电路的约束条件及限制下,找到最小或较小的量子代价实现所需量子逻辑功能的电路。把量子逻辑门的功能用矩阵的数学模型表示,用遗传算法作全局搜索工具,将遗传算法应用于量子可逆逻辑电路综合,是一种全新的可逆逻辑电路综合方法,实现了合成、优化同步进行。四阶量子电路实验已取得了很好的效果,并进一步分析了此方法在高阶量子电路综合问题上的应用前景。     

基于任意BELL态的量子密钥分配

为了提高量子密钥分配的安全性和效率,利用量子纠缠交换的规律,提出了基于纠缠交换的量子密钥分配协议。通信双方通过简单的BELL测量建立起共享密钥,窃听者不可能窃取密钥而不被发现。该协议与其它分配协议的不同在于,可以实现对任意两个BELL态进行BELL测量达到量子密钥分配的目的。协议的实现只需要EPR粒子对,而不需要制备多粒子纠缠态。分析结果表明,此协议只用到两粒子的纠缠态,不需要进行幺正操作,它不仅能够保证密钥分配的安全性,而且简单高效。     

利用5粒子纠缠态实现四粒子w态的量子信息的分离

提出了一种利用五粒子纠缠态作为量子信道,实现四粒子w态的量子信息的分离。发送者Alice发送2、5粒子给Bob,发送3粒子给Charlie。Alice对手中的六个粒子进行von-Neumann测量,把测量结果告诉Charlie和Bob,控制者Charlie对手中的单粒子进行投影测量,再把测量结果告诉Bob,Bob根据手中结果对手中的二粒子进行适当的幺正变换,加两个辅助粒子,再进行适当的量子门操作,就可重建欲发送的四粒子w态,该方案成功概率100%,而且传输粒子较少,易于实现。     

非可逆逻辑门的量子可逆实现研究

逻辑关系可用逻辑函数表示,量子逻辑关系是可逆的,引入和定义了量子逻辑函数;通过引入辅助量子位,增添量子输出信号的区分位,完成对非可逆逻辑门的改造,使非可逆逻辑门在量子电路中得到可逆实现,并研究了一些有用的非可逆逻辑门的改造方法,给出可实现的优化后的量子电路。     

改进型QCA共面交叉电路的可靠性分析

针对量子元胞自动机(QCA)电路中电路单元复杂化能提高电路可靠性的假设,采用概率转移矩阵对一种改进后的QCA共面交叉电路单元及原始电路单元的可靠性进行对比分析,以检验复杂化设计能否提高电路可靠性,并利用四选一数据选择器进行深入研究以验证分析结果。仿真结果表明,该改进方案将共面交叉电路单元应用于单独运行及组合电路中分别使电路的可靠性降低了19.6%和0.84%。改进后的电路单元不但没有提高可靠性,反而由于电路结构的复杂化降低了其可靠性。     

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。     

光纤光参量放大器及其应用

评述了基于光纤的光参量放大器的理论基础，介绍了这种器件在光通信领域的应用情况，最后展望了这一领域的研究前景．     

基于QCA的双边沿JK触发器的实现

量子元胞自动机(Quantum-dot Cellular Automata,QCA)是一种有望替代传统半导体晶体管的新型纳米器件.本文提出了一种改进的双边沿触发结构及其相应的JK触发器电路,用概率转移矩阵(Probabilistic Transfer Matrix,PTM)分析该触发结构,结果表明该结构较以往的可靠性更高.同时利用模块垂直堆叠方法来优化了JK触发器电路,新结构电路较之前的电路元胞数和整体面积均有所减少.     

综合法研究量子可逆逻辑电路

摘 要：量子可逆逻辑电路优化与综合主要是研究在给定的量子门和量子电路的约束条件下,找到最小或较小的量子代价电路以实现所需电路逻辑功能。量子逻辑真值表综合法是量子电路可逆逻辑综合中最有效的方法之一,它包括正向综合、逆向综合和双向综合。本文推广和定义了横向汉明距离、纵向汉明距离和交叉汉明距离,使用广义汉明距离提出了一种量子电路优化与综合的新方法。研究表明,此方法使量子逻辑电路得到了更好的优化。