基于矩阵初等变换的量子可逆逻辑电路双向综合算法

发布时间：2019-01-15 22:38

【摘要】：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。
[Abstract]:Based on the elementary transformation of matrix, a bidirectional synthesis algorithm for quantum reversible logic circuits is proposed. According to the hamming distance between two numbers, the algorithm transforms the matrix of quantum reversible logic circuit by exchanging matrix line number or matrix element. In the process of transformation, quantum reversible logic circuits with any given permutation are generated by using the circuit transformation rules of the adjacent matrix. Compared with other similar algorithms, the time and space complexity of the algorithm is greatly reduced because it does not require exhaustive search. Because of the use of any n quantum extended universal Toffoli gate, the algorithm can synthesize any quantum reversible logic circuit with odd or even permutation, and the number of gates in the circuit is 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) 软件工程国家重点实验室(武汉大学)开放课题(SKLSE2012-09-41)资助
【分类号】：TP38

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