量子可逆逻辑电路双向综合算法

发布时间：2018-04-28 19:56

  本文选题：量子可逆逻辑电路 + 量子计算　； 参考：《小型微型计算机系统》2014年05期

【摘要】：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.
[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.
【作者单位】： 河南大学软件学院;武汉大学软件工程国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金项目(61004006)资助 武汉大学软件工程国家重点实验室
【分类号】：TP385

【参考文献】

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【共引文献】

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