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基于矩阵初等变换的量子逻辑电路综合的新方法 被引量：4
1
作者 吕洪君 李桦林 解光军 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期588-595,共8页
量子逻辑电路是经典可逆计算和量子计算的交叉领域,对其综合方法的研究具有重要意义。提出了一个基于矩阵初等变换的全新的综合方法,Toffoli门集被选作基本门库,其中每个逻辑门的矩阵都可以分解为初等变换的乘积(称作一个初等变换路径)... 量子逻辑电路是经典可逆计算和量子计算的交叉领域,对其综合方法的研究具有重要意义。提出了一个基于矩阵初等变换的全新的综合方法,Toffoli门集被选作基本门库,其中每个逻辑门的矩阵都可以分解为初等变换的乘积(称作一个初等变换路径),结合一些启发式规则,将得到的初等变换路径变成Toffoli门序列的形式,也即逻辑电路形式。给出了一个三阶逻辑电路的例子,分析了该新方法的性能。 展开更多
关键词 量子信息 量子逻辑电路综合 矩阵初等变换 量子逻辑门
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量子逻辑电路故障检测定位及自修复方法研究
2
作者 张培喜 王友仁 陈燕 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期688-694,共7页
对量子逻辑电路规模逐渐增大、电路可靠性逐渐下降的问题,提出基于单个量子逻辑门的在线故障检测定位方法,该方法使用新构造的检测信号生成门与故障检测门,利用奇偶保持特性判断待测量子逻辑门是否发生故障,同时在设计过程中对信号检测... 对量子逻辑电路规模逐渐增大、电路可靠性逐渐下降的问题,提出基于单个量子逻辑门的在线故障检测定位方法,该方法使用新构造的检测信号生成门与故障检测门,利用奇偶保持特性判断待测量子逻辑门是否发生故障,同时在设计过程中对信号检测电路进行检验,保证检测电路的正确性。此外提出了基于硬件冗余的量子逻辑电路自修复设计方法。实验结果表明,文中故障检测方法在量子门和垃圾位等性能指标上相对已有方法均有了改进,首次实现的量子逻辑电路的自修复设计,大大提高了电路的容错能力和可靠性。 展开更多
关键词 量子光学 量子逻辑电路 故障检测 自修复 奇偶保持
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量子可逆逻辑电路在线错误检测方法 被引量：5
3
作者 冯冉 王友仁 +1 位作者 陈燕 张砦 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2534-2541,共8页
针对现有的量子可逆逻辑电路在线错误检测方法均存在个别输出位错误无法检测的问题,提出了一种基于容错门的量子可逆逻辑电路在线错误检测方法,该方法对电路输入进行复制,将待测电路分层并将所有非容错门封装成对应的容错门,利用构建电... 针对现有的量子可逆逻辑电路在线错误检测方法均存在个别输出位错误无法检测的问题,提出了一种基于容错门的量子可逆逻辑电路在线错误检测方法,该方法对电路输入进行复制,将待测电路分层并将所有非容错门封装成对应的容错门,利用构建电路的奇偶保持特性在线检测电路输出错误。并基于汉明码技术,设计量子可逆逻辑电路实现数据传输错误的检测与自动纠正。选取多种典型量子可逆逻辑电路进行分析验证,结果表明,本方法能够在线检测电路所有单个位输出错误,并且随着电路规模增加,可逆逻辑门、垃圾位和电路中错误点的数量明显减少。 展开更多
关键词 量子可逆逻辑电路 在线错误检测 奇偶保持 容错门 垃圾位
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基于矩阵初等变换的量子可逆逻辑电路双向综合算法 被引量：1
4
作者 王冬 刘强 李善治 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2014年第9期18-23,共6页
基于矩阵初等变换,提出了量子可逆逻辑电路双向综合算法。该算法依据两数字间的汉明距离,通过交换矩阵行号或矩阵元素对量子可逆逻辑电路的矩阵进行初等行变换。在变换的过程中,利用邻接矩阵的电路转化规则,生成任意给定置换的量子可逆... 基于矩阵初等变换,提出了量子可逆逻辑电路双向综合算法。该算法依据两数字间的汉明距离,通过交换矩阵行号或矩阵元素对量子可逆逻辑电路的矩阵进行初等行变换。在变换的过程中,利用邻接矩阵的电路转化规则,生成任意给定置换的量子可逆逻辑电路。与其它同类算法相比,由于不需要穷尽搜索,该算法的时空复杂度有大幅降低;又由于采用任意n量子扩展通用Toffoli门,该算法可综合任一置换(奇或偶置换)的量子可逆逻辑电路,并且电路中门的数量有所减少。 展开更多
关键词 量子可逆逻辑电路 量子计算 Toffoli门
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量子可逆逻辑电路双向综合算法
5
作者 王冬 张晓蕾 朱长江 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2014年第5期1111-1115,共5页
量子可逆逻辑电路综合技术是构建量子计算机的关键技术之一.本文提出基于数组正反变换的量子可逆逻辑电路双向综合算法.该算法依据两个数字间的汉明距离,利用邻接矩阵的电路转化规则,从正反两个方向,生成任意给定置换的量子可逆逻辑电路... 量子可逆逻辑电路综合技术是构建量子计算机的关键技术之一.本文提出基于数组正反变换的量子可逆逻辑电路双向综合算法.该算法依据两个数字间的汉明距离,利用邻接矩阵的电路转化规则,从正反两个方向,生成任意给定置换的量子可逆逻辑电路.理论分析表明,该方法综合n量子电路最多需要(n-1)·2n+1个扩展通用Toffoli门.与其它同类算法相比,由于不需要穷尽搜索,该算法的时间复杂度和空间复杂度都有大幅度降低.此外,由于合理采用了扩展通用Toffoli门,该算法可综合任一置换(包括奇置换和偶置换)的量子可逆逻辑电路,且电路中量子门的数量大幅减少. 展开更多
关键词 量子可逆逻辑电路 量子计算 Toffoli门
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用基本两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门的研究 被引量：7
6
作者 吕洪君 郭俊旺 +2 位作者 彭斐 吴天昊 解光军 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期26-30,共5页
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Barenc... 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。 展开更多
关键词 量子信息 量子逻辑电路 量子逻辑门 幺正变换 Toffoli门
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非可逆逻辑门的量子可逆实现研究 被引量：6
7
作者 吕洪君 彭斐 +1 位作者 吴天昊 解光军 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期668-674,共7页
经典的逻辑关系可以使用逻辑函数加以表示,通过类比可以定义量子逻辑函数。然而量子逻辑门实现的都是幺正变换,从而是可逆变换,非可逆变换不能直接实现。通过添加辅助量子位可以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... 经典的逻辑关系可以使用逻辑函数加以表示,通过类比可以定义量子逻辑函数。然而量子逻辑门实现的都是幺正变换,从而是可逆变换,非可逆变换不能直接实现。通过添加辅助量子位可以增添量子输出信号的区分位,完成对非可逆逻辑门的改造,使得非可逆逻辑门在量子逻辑电路中得到可逆实现。具体研究了或门、与非门以及或非门等常见的逻辑门的改造方法。以丢失部分量子信息为代价来改造量子逻辑电路,并给出了可以实现的优化后的量子逻辑电路。 展开更多
关键词 量子信息 量子逻辑电路 非可逆逻辑门 量子逻辑函数 冗余量子位
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量子可逆电路综合的启发式快速匹配算法 被引量：4
8
作者 王冬 陈汉武 +1 位作者 安博 杨忠明 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期900-903,共4页
提出了基于Reed-Muller展开式,使用CNT量子门库,以量子门表达式为启发式规则进行前向模式匹配的量子可逆逻辑电路快速综合算法.与通常所用的穷尽搜索算法相比,该算法利用量子门表达式作为启发式规则进行匹配代换,避免盲目匹配,有效降低... 提出了基于Reed-Muller展开式,使用CNT量子门库,以量子门表达式为启发式规则进行前向模式匹配的量子可逆逻辑电路快速综合算法.与通常所用的穷尽搜索算法相比,该算法利用量子门表达式作为启发式规则进行匹配代换,避免盲目匹配,有效降低了匹配复杂度,减少匹配代换的数量.同时该算法不会出现穷尽搜索中因不能找到有效解而进行回溯的现象,能以较小的时间空间复杂度生成最优或近似最优的量子可逆电路,特别在多量子可逆逻辑电路综合上,能够表现出更好的性能. 展开更多
关键词 量子可逆逻辑电路 Reed-Muller展开式 CNOT门 Toffoli门
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基于矩阵初等变换的四量子比特可逆电路综合算法 被引量：2
9
作者 王冬 陈汉武 +1 位作者 安博 杨忠明 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2561-2565,共5页
量子可逆电路实现信息变换的过程可用一个酉矩阵算子表示,采用酉矩阵表示量子可逆电路能更好地反映量子系统的演化,体现量子计算所特有的属性.本文提出基于矩阵初等变换的4量子比特可逆电路综合算法.该算法恰当地利用量子电路的矩阵表... 量子可逆电路实现信息变换的过程可用一个酉矩阵算子表示,采用酉矩阵表示量子可逆电路能更好地反映量子系统的演化,体现量子计算所特有的属性.本文提出基于矩阵初等变换的4量子比特可逆电路综合算法.该算法恰当地利用量子电路的矩阵表示及变换和邻接矩阵的电路转化规则,总能以较小的量子代价综合出任意给定置换的4量子比特可逆逻辑电路. 展开更多
关键词 量子计算 量子可逆逻辑电路 酉矩阵
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二分法在多线量子逻辑门分解中的应用
10
作者 许新山 肖芳英 +1 位作者 张军 陈汉武 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期928-931,共4页
将经典的对称二分法应用于多线量子可逆逻辑门的分解中,证明当量子位数n≥5且3≤k≤n-2时,任意多线量子可逆逻辑门(′k-′CNOT门)可以在没有辅助位的情况下由少于[4﹂log2(k-2)」+1-3(2﹂log2(k-2)」+1-k+1)2﹂log2(k-2)」]个′2-′CNOT... 将经典的对称二分法应用于多线量子可逆逻辑门的分解中,证明当量子位数n≥5且3≤k≤n-2时,任意多线量子可逆逻辑门(′k-′CNOT门)可以在没有辅助位的情况下由少于[4﹂log2(k-2)」+1-3(2﹂log2(k-2)」+1-k+1)2﹂log2(k-2)」]个′2-′CNOT门(Toffoli门)构成.利用该方法可以使由多线量子可逆逻辑门分解而生成的物理电路门阵列数大幅下降.与Yang等报道的实验结果相比,′2-′CNOT门的数量级由O(2k)减少为O(k2). 展开更多
关键词 多线量子可逆逻辑门 量子可逆逻辑电路 二分法 量子逻辑门分解
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