量子可逆邏輯電路雙向綜合算法
本文選題:量子可逆邏輯電路 + 量子計(jì)算; 參考:《小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》2014年05期
【摘要】:量子可逆邏輯電路綜合技術(shù)是構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一.本文提出基于數(shù)組正反變換的量子可逆邏輯電路雙向綜合算法.該算法依據(jù)兩個數(shù)字間的漢明距離,利用鄰接矩陣的電路轉(zhuǎn)化規(guī)則,從正反兩個方向,生成任意給定置換的量子可逆邏輯電路.理論分析表明,該方法綜合n量子電路最多需要(n-1)·2n+1個擴(kuò)展通用Toffoli門.與其它同類算法相比,由于不需要窮盡搜索,該算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度都有大幅度降低.此外,由于合理采用了擴(kuò)展通用Toffoli門,該算法可綜合任一置換(包括奇置換和偶置換)的量子可逆邏輯電路,且電路中量子門的數(shù)量大幅減少.
[Abstract]:The synthesis technology of quantum reversible logic circuit is one of the key technologies in the construction of quantum computer. In this paper, a bidirectional synthesis algorithm for quantum reversible logic circuits based on array forward and inverse transformation is proposed. Based on the hamming distance between two numbers and using the circuit transformation rules of the adjacent matrix, the algorithm generates a quantum reversible logic circuit with any given permutation from the positive and negative directions. Theoretical analysis shows that the proposed method needs at most 2n 1 extended universal Toffoli gates to synthesize n quantum circuits. Compared with other similar algorithms, the time complexity and space complexity of the algorithm are greatly reduced because it does not require exhaustive search. In addition, due to the reasonable use of the extended universal Toffoli gate, the algorithm can synthesize the quantum reversible logic circuits of any permutation (including odd permutation and even permutation), and the number of quantum gates in the circuit is greatly reduced.
【作者單位】: 河南大學(xué)軟件學(xué)院;武漢大學(xué)軟件工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61004006)資助 武漢大學(xué)軟件工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
【分類號】:TP385
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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