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基于线路动态划分与门序重组的量子线路映射方法
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作者 姜一博 陈子禄 +1 位作者 程学云 管致锦 《量子电子学报》 北大核心 2025年第1期136-147,共12页
在噪声中等尺度量子(NISQ)时代,量子芯片中量子位的受限连接导致量子线路中双量子位门无法直接执行。因此,将逻辑量子线路映射至量子芯片并使双量子位门可直接执行具有重要意义。本文提出基于线路动态划分与门序重组的量子线路映射方法... 在噪声中等尺度量子(NISQ)时代,量子芯片中量子位的受限连接导致量子线路中双量子位门无法直接执行。因此,将逻辑量子线路映射至量子芯片并使双量子位门可直接执行具有重要意义。本文提出基于线路动态划分与门序重组的量子线路映射方法,并基于ZX演算对交换规则进行等价性验证。该方法将线路动态划分为三层,并在映射过程中于基准门后设置移动窗口,采取左贪心的移动方式通过交换规则重组门序,从而减少映射过程中附加门数量。实验结果表明,相比于现有映射方法,本文所提方法所需附加门数量更少,平均优化率为24%,最大优化率为46%。 展开更多
关键词 量子计算 量子映射 交换规则 等价性验证 代价优化
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基于SVM的量子线路输出校准方法研究
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作者 李响 姜一博 +4 位作者 曹可欣 朱明强 程学云 朱鹏程 管致锦 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期357-366,共10页
当前噪声中尺度量子(NISQ)计算机由于受到各种噪声的影响,量子线路运行结果和理想结果之间存在误差,因此需要对量子线路的运行结果进行校准。基于量子线路可逆性的特点,收集正反向线路运行数据中的状态误差作为主要噪声特征,提出了基于... 当前噪声中尺度量子(NISQ)计算机由于受到各种噪声的影响,量子线路运行结果和理想结果之间存在误差,因此需要对量子线路的运行结果进行校准。基于量子线路可逆性的特点,收集正反向线路运行数据中的状态误差作为主要噪声特征,提出了基于支持向量机(SVM)集成策略的输出校准方法。通过支持向量机-递归特征消除(SVM-RFE)方法对噪声特征进行排序,去除过拟合的特征,从而得到更优的量子线路输出校准结果。实验结果表明,与基于优化映射的方法相比,所提基于SVM的方法使量子线路输出结果更接近于理想结果,与基于决策树集成分类模型(Qraft)相比,当CNOT量子线路的门数为60时,改善率达到43.94%。 展开更多
关键词 量子计算 NISQ计算 噪声特征 支持向量机
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一种MCT门量子可逆线路分解与优化方法
3
作者 张苏嘉 管致锦 杨雪婷 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期155-160,共6页
为提高可逆线路中MCT门的分解和优化效率,提出了一种MCT门的优化分解方法,根据该方法得出MCT分解模板并验证了正确性。基于该模板给出了相应的分解与优化算法,算法对MCT门分解出的Toffoli线路进行分类,使用优化分解模板将其分解为NCV线... 为提高可逆线路中MCT门的分解和优化效率,提出了一种MCT门的优化分解方法,根据该方法得出MCT分解模板并验证了正确性。基于该模板给出了相应的分解与优化算法,算法对MCT门分解出的Toffoli线路进行分类,使用优化分解模板将其分解为NCV线路。该算法的时间复杂度为O(m),优于传统算法的复杂度O(m2)。通过对控制位m∈{3,10}的MCT门与Benchmark可逆线路的实验,验证了该算法优化和分解的有效性。 展开更多
关键词 电路优化 MCT门 NCV门 量子电路 可逆逻辑综合
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一种分布式量子计算中传输代价的优化方法
4
作者 陈新宇 曹可欣 +3 位作者 朱明强 程学云 冯世光 管致锦 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期318-329,共12页
分布式量子计算是解决现有量子计算设备还不足以支持大规模量子计算问题的有效途径,分布式子系统之间通过隐形传态建立通信链路来传输量子位,隐形传态的次数决定了分布式量子计算的传输代价。为了减少分布式子系统间的隐形传态次数,提... 分布式量子计算是解决现有量子计算设备还不足以支持大规模量子计算问题的有效途径,分布式子系统之间通过隐形传态建立通信链路来传输量子位,隐形传态的次数决定了分布式量子计算的传输代价。为了减少分布式子系统间的隐形传态次数,提出了一种跨门合并传输模型,该模型允许多个不连续的门通过一次隐形传态完成传输。基于该传输模型,对分布式量子计算的隐形传态次数进行优化。在不考虑分布式子系统量子位数时,与现有的研究结果相比隐形传态次数平均减少57.3%;在分布式子系统量子位数受限的情况下使用该模型,在消耗更少量子位的同时,隐形传态次数平均减少14.6%,针对较大规模的量子线路,优化率达58.8%。 展开更多
关键词 量子计算 隐形传态 量子线路 传输代价
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基于动态前瞻深度的量子线路映射研究
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作者 曹可欣 陈新宇 +3 位作者 朱明强 李响 程学云 管致锦 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期626-637,共12页
随着量子计算技术的快速发展,现在已经进入了噪声中型量子(NISQ)时代。但受限于当前的技术,目前一个量子位只能与相邻的量子位直接交互。为了使量子线路能直接在NISQ设备上执行,需要在逻辑线路中插入SWAP门或使用桥门来近邻化量子位。... 随着量子计算技术的快速发展,现在已经进入了噪声中型量子(NISQ)时代。但受限于当前的技术,目前一个量子位只能与相邻的量子位直接交互。为了使量子线路能直接在NISQ设备上执行,需要在逻辑线路中插入SWAP门或使用桥门来近邻化量子位。为了减少量子线路映射中插入额外量子门的数量,本文研究了基于动态前瞻的线路映射方法,考虑了在拓展层中插入交换门的影响,优化了代价函数模型。通过模拟退火算法来确定插入交换门时的最佳前瞻深度,以减少插入交换门的数量,进而减少CNOT门的数量。实验结果表明,与现有映射方法相比,本文提出的算法减少了插入的CNOT门数,平均优化率达到45.59%。 展开更多
关键词 量子计算 量子映射 动态前瞻 前瞻深度
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一种提高量子线路保真度的转换方法
6
作者 牛义仁 管致锦 +1 位作者 李海峰 陆俊宇 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期161-169,共9页
在实际量子计算中,量子比特和量子操作表现出不同的品质特性,从而影响量子计算结果的保真度。而量子受控非门(CNOT门)错误率在品质特性中占据主要地位。提出了一种既能满足连通约束又能提高保真度的量子线路转换方法,该方法先通过Floyd... 在实际量子计算中,量子比特和量子操作表现出不同的品质特性,从而影响量子计算结果的保真度。而量子受控非门(CNOT门)错误率在品质特性中占据主要地位。提出了一种既能满足连通约束又能提高保真度的量子线路转换方法,该方法先通过Floyd算法找出量子位移动路径,基于该路径上存在的一个或多个双量子比特门执行的成功率,构建启发式函数,以此来选择线路中高保真度的交换方式。多个基准测试实验结果表明,与IBM Qiskit工具包中的SabreSwap和StochasticSwap算法相比,本工作所提方法在量子线路保真度方面分别提高了39.29%和36.06%。 展开更多
关键词 量子信息 量子线路 保真度 线路转换 CNOT错误率
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可逆逻辑门网络的表示与级联 被引量:10
7
作者 管致锦 秦小麟 +1 位作者 陶涛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2370-2376,共7页
可逆计算是一个新兴的研究领域,可逆逻辑门网络的级联是可逆计算的重要内容.本文提出了一种可逆逻辑网络表示方法,给出了相应的可逆网络模型.为了构造可逆逻辑网络,给出了一种可逆逻辑门单元库的构造方法.证明了同一垂直线上两个不相交... 可逆计算是一个新兴的研究领域,可逆逻辑门网络的级联是可逆计算的重要内容.本文提出了一种可逆逻辑网络表示方法,给出了相应的可逆网络模型.为了构造可逆逻辑网络,给出了一种可逆逻辑门单元库的构造方法.证明了同一垂直线上两个不相交可逆逻辑门单元的输出值与此二逻辑门单元分布到相同平行线的两条相邻垂直线上的输出值之间的关系;给出了分布在相同平行线上奇数和偶数个相邻的相同可逆逻辑门单元输出结果的性质.提出了一种可逆网络输出向量的表示方法和基于可逆门编码的可逆网络级联方法,以此生成给定范围内的可逆网络.通过变进制数的方法快速找到可逆网络输出向量所对应的序号,降低了搜索次数,减小了搜索空间,为进一步综合大规模可逆网络,提高可逆网络级联效率提供了支持.Benchmark例题验证表明,该方法构造的可逆网络控制门数更少,代价更小. 展开更多
关键词 可逆计算 可逆逻辑综合 可逆逻辑门 可逆网络 可逆门级联
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一种新的基于最小项逻辑优化的软件设计与实现 被引量:2
8
作者 管致锦 王波 +2 位作者 刘维富 顾晖 邱建林 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2002年第11期68-70,共3页
文章提出了一个新的产生本源蕴涵项的算法,并形成了相应的组合逻辑电路逻辑综合优化软件,测试表明,它在运算速度和存储性能上都是高效的。
关键词 最小项逻辑优化 软件设计 集成电路 逻辑综合 无冗余覆盖 本源蕴涵项
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量子电路可逆逻辑综合的研究及进展 被引量:4
9
作者 管致锦 秦小麟 葛自明 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 2007年第2期24-27,共4页
分析了量子电路可逆逻辑综合的意义、研究现状和研究进展,给出了相关的研究方法和目前量子可逆逻辑综合研究中存在的主要问题,提出了量子可逆逻辑综合中的最小量子代价、最小化垃圾信息位、最小化门的数量和可逆逻辑综合的规模等关键技... 分析了量子电路可逆逻辑综合的意义、研究现状和研究进展,给出了相关的研究方法和目前量子可逆逻辑综合研究中存在的主要问题,提出了量子可逆逻辑综合中的最小量子代价、最小化垃圾信息位、最小化门的数量和可逆逻辑综合的规模等关键技术问题的解决思路。 展开更多
关键词 量子电路 可逆逻辑 综合
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REVERSIBLE LOGIC GATE NETWORK CASCADE BASED ON PERMUTATION GROUP 被引量:1
10
作者 管致锦 秦小麟 戴华 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI 2008年第3期219-223,共5页
The cascade of reversible logic gate network with n inputs and n outputs forms a group isomorphic to the symmetric group S2^n. Characteristics of a number of gates from the set of all generalized Toffoli gates are stu... The cascade of reversible logic gate network with n inputs and n outputs forms a group isomorphic to the symmetric group S2^n. Characteristics of a number of gates from the set of all generalized Toffoli gates are studied. Any permutation Sn is proved to be generated by a n-cycle 9 and a permutation τ= (ij,ik) together. It shows that any neighboring 2-cycle permutation can be generated by at most two NOT gates without ancilla bit. Based on the above theory, a cascade algorithm for reversible logic gate networks is proposed. A reversible example of logic gate network cascade is given to show the correctness of the algorithm. 展开更多
关键词 logic gates cascade connection permutation group
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基于阈门网络的逻辑综合问题研究
11
作者 管致锦 张义清 +1 位作者 顾晖 邱建林 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2004年第6期89-91,共3页
我们在对阈门网络进行研究的基础上,给出了二级逻辑电路最小化技术应用的一个二级阈门网络综合算法-TLLS。算法通过了Benchmark二级逻辑函数例题的测试。当算法只限定到典型的逻辑门电路时,获得比较好的最小化效果。
关键词 阈门网络 逻辑电路 逻辑综合
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基于关联规则的电子病历挖掘算法研究与应用 被引量:19
12
作者 丁卫平 祁恒 +1 位作者 董建成 管致锦 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2007年第3期69-73,76,共6页
采用了一种改进的关联规则快速挖掘算法——FG算法,该算法不需要查找频繁项集,可直接求出所有的无冗余的关联规则。基于电子病历系统历史数据,建立数据仓库,进行了FG关联规则挖掘算法的实验。结果表明该算法优于其他算法,能提取隐含在... 采用了一种改进的关联规则快速挖掘算法——FG算法,该算法不需要查找频繁项集,可直接求出所有的无冗余的关联规则。基于电子病历系统历史数据,建立数据仓库,进行了FG关联规则挖掘算法的实验。结果表明该算法优于其他算法,能提取隐含在电子病历系统中未知的有用的信息,为医疗诊断能提供辅助性的决策。 展开更多
关键词 数据挖掘 关联规则 数据仓库 电子病历
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基于量子蛙跳协同进化的粗糙属性快速约简 被引量:14
13
作者 丁卫平 王建东 管致锦 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2597-2603,共7页
属性约简是粗糙集理论研究的重要内容,现已证明求决策表最小约简是一个典型NP难题.本文提出一种基于量子蛙群协同进化的粗糙属性快速约简算法.该算法构造一种动态多簇的蛙群结构,用量子态比特进行蛙群个体编码,以自适应量子旋转角调整... 属性约简是粗糙集理论研究的重要内容,现已证明求决策表最小约简是一个典型NP难题.本文提出一种基于量子蛙群协同进化的粗糙属性快速约简算法.该算法构造一种动态多簇的蛙群结构,用量子态比特进行蛙群个体编码,以自适应量子旋转角调整、量子变异和量子纠缠等策略加速蛙群进化收敛,各簇蛙群以双向协同学习机制共享属性约简中相关信息.标准Benchmark优化函数测试结果表明该算法在保证收敛速度同时具有较强的平衡全局优化与局部细致搜索能力.在UCI数据集上进行属性约简比较实验,结果验证了本算法在属性约简精度和效率方面具有明显优势. 展开更多
关键词 属性约简 量子蛙群进化 双向协同 自适应量子旋转角 动态多簇结构
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基于有效布尔矩阵的线性最近邻量子电路综合 被引量:6
14
作者 程学云 管致锦 +1 位作者 丁卫平 朱鹏程 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期743-750,共8页
最近邻量子电路要求满足最近邻约束,只允许在相邻的量子位之间交互,线性量子电路是量子电路的一个重要部分。研究了表示线性最近邻量子电路布尔矩阵有效性的快速判定方法,时间复杂度从n!(n-1)变为O(n^2)。提出了基于有效布尔矩阵的大规... 最近邻量子电路要求满足最近邻约束,只允许在相邻的量子位之间交互,线性量子电路是量子电路的一个重要部分。研究了表示线性最近邻量子电路布尔矩阵有效性的快速判定方法,时间复杂度从n!(n-1)变为O(n^2)。提出了基于有效布尔矩阵的大规模线性最近邻量子电路的并行综合算法,在不到10 s内对128线的任意线性最近邻量子电路完成了电路综合。提出的并行方法不仅保证了精度,也大大减少了量子电路的综合时间,扩大了求解电路的规模. 展开更多
关键词 量子信息 线性量子电路 线性最近邻 有效布尔矩阵 并行综合算法
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可生存性MLS/DBMS中基于隐蔽通道的恶意事务检测 被引量:6
15
作者 郑吉平 秦小麟 +1 位作者 管致锦 孙瑾 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1264-1269,共6页
多级安全数据库系统(MLS/DBMS)中并发控制协议并不能彻底消除所有的隐蔽通道.在隐蔽通道无法避免的情况下,已渗透的恶意事务可以利用隐蔽通道泄漏和篡改机密信息.为提高数据库的可生存性,首先分析了MLS/DBMS系统中的隐蔽通道,通过对真... 多级安全数据库系统(MLS/DBMS)中并发控制协议并不能彻底消除所有的隐蔽通道.在隐蔽通道无法避免的情况下,已渗透的恶意事务可以利用隐蔽通道泄漏和篡改机密信息.为提高数据库的可生存性,首先分析了MLS/DBMS系统中的隐蔽通道,通过对真实情况的参数模拟和实验分析,结合恶意事务特征和隐蔽通道带宽的异常改变,给出可生存DBMS中的同谋事务和恶意事务的检测,并提出了同谋用户造成隐蔽通道传递性的机理以及恶意噪声事务对其的影响. 展开更多
关键词 多级关系模型 隐蔽通道 恶意事务 同谋
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基于量子云模型演化的最小属性约简增强算法 被引量:5
16
作者 丁卫平 王建东 +1 位作者 管致锦 施佺 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期290-295,共6页
为提高决策表中最小属性约简的效率、稳定性和鲁棒性,基于云模型在非规范知识定性、定量表示及其相互转换过程中的优良特征对量子进化算法进行算子设计,提出了一种基于量子云模型演化的最小属性约简增强算法(QCMEARE).该算法采用量子基... 为提高决策表中最小属性约简的效率、稳定性和鲁棒性,基于云模型在非规范知识定性、定量表示及其相互转换过程中的优良特征对量子进化算法进行算子设计,提出了一种基于量子云模型演化的最小属性约简增强算法(QCMEARE).该算法采用量子基因云对进化种群进行编码,基于约简属性熵权逆向云进行量子旋转门自适应调整,使其在定性知识指导下能够自适应控制属性约简空间搜索范围,并采用量子云变异和云纠缠操作算子较好地避免了在属性演化约简中易陷入局部最优和早熟收敛等问题,使算法快速搜索到全局最优属性约简集.仿真实验表明,提出的最小属性约简增强算法具有收敛速度快、约简精度高和稳定性强等优点. 展开更多
关键词 属性约简 逆向云模型 量子云旋转门 量子云变异与云纠缠
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基于频繁概念格的电子病历关联规则挖掘研究 被引量:6
17
作者 丁卫平 施佺 +1 位作者 管致锦 石振国 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2008年第8期125-128,132,共5页
提出了一种基于频繁概念格的FC Lattice电子病历关联规则挖掘算法,该算法在渐进式建格的同时能发现最大频繁项集和提取相应关联规则,并进行基于FC Lattice算法的电子病历挖掘相关实验,结果表明该算法在运行速度和挖掘性能上都是高效的.
关键词 频繁项集 概念格 电子病历 关联规则
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基于粗糙集的组合逻辑优化算法 被引量:6
18
作者 张义清 管致锦 吕彦明 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2007年第1期88-91,共4页
运用粗集理论对逻辑函数进行知识表达的方法,提出了基于粗糙集的组合逻辑优化方法,并给出了相应的算法.通过对20变量以下的组合逻辑标准Benchmark-89,91和93相容逻辑矩阵例题进行了检验,结果表明此算法是正确的,并具有显著的化简效果.
关键词 粗糙集 组合逻辑 优化
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一种通用的可逆比较器级联方法 被引量:3
19
作者 徐明强 管致锦 程学云 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期583-590,共8页
为了提升可逆比较器的通用性,进一步优化可逆比较器电路。分析了比较器的输入与输出的逻辑关系,提出并设计了一位可逆比较器(OBc)和一位可逆完全比较器(OBCC)。在此基础上将这两种器件进行级联,可以快速生成通用可逆比较器的级联电路。... 为了提升可逆比较器的通用性,进一步优化可逆比较器电路。分析了比较器的输入与输出的逻辑关系,提出并设计了一位可逆比较器(OBc)和一位可逆完全比较器(OBCC)。在此基础上将这两种器件进行级联,可以快速生成通用可逆比较器的级联电路。与相关文献对比,该级联方法有效地减少了常量输入和垃圾输出的同时,具有较低的量子代价,易于完成多位二进制数值在可逆电路中的比较。 展开更多
关键词 量子信息 可逆逻辑 可逆比较器 可逆级联电路 量子代价
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基于NCV门的量子电路故障的检测与定位 被引量:2
20
作者 何金凤 管致锦 +2 位作者 程学云 郁可人 徐明强 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期161-169,共9页
为了确保基于:NCV门库的量子电路的正确性和有效性,给出了量子电路故障定位树的生成算法和量子电路黑盒检测算法来定位量子电路中的门丢失故障。该故障定位树算法去除约98%的无用输出向量,提取输出表中有效的输入向量以及对应的故障输... 为了确保基于:NCV门库的量子电路的正确性和有效性,给出了量子电路故障定位树的生成算法和量子电路黑盒检测算法来定位量子电路中的门丢失故障。该故障定位树算法去除约98%的无用输出向量,提取输出表中有效的输入向量以及对应的故障输出向量,逐层生成故障定位树。结合量子电路黑盒检测算法对量子电路进行故障定位时不需要访问输出表就能够有效定位量子电路中的丢失门。对benchmaxks部分电路进行实验,结果验证了该算法定位单故障门的有效性。 展开更多
关键词 量子光学 量子电路 故障定位树 丢失门故障 NCV门库
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