量子处理器架构的设计与仿真研究

发布时间：2021-01-04 07:25

　　由于物理工艺存在极限,传统计算机的运算速度不可能无限提升。量子计算为解决海量数据处理的瓶颈带来了新希望。量子计算机能基于量子物理规律进行量子计算,利用量子的叠加性和纠缠性可实现并行处理海量数据。它在大数质因子分解、无序搜索等问题上能获得远高于经典计算机的加速,具有巨大的应用潜力。然而目前量子计算机尚处于初步研究阶段,对于如何构建量子计算机体系仍未有成熟的方案。量子处理器是量子计算机执行量子算法的核心单元,其架构的差异对量子资源利用率和计算精度有很大影响。本文在前人对量子处理器的研究基础上,探索了实现通用量子计算的方案,提出了一种在混合量子计算体系下的量子处理器架构。主要工作如下:首先,本文分析了量子线路模型、量子总线模型和基于测量的量子计算模型的特点。在此基础上,将经典中央处理器结构的概念拓展至量子处理器,建立了一种基于三总线可编程架构的量子处理器模型。该量子处理器在经典计算机控制下进行工作,两者构成混合量子计算体系。接下来,以Grover搜索算法作为仿真实例,用所建立的量子处理器架构实现该量子算法,采用一种量子程序语言Q#对该实现过程进行软件仿真。仿真结果展示了Grover算法的搜索... 

【文章来源】：湖北工业大学湖北省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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解占比不断增大情况下，进行不同次数的迭代所对应的搜索成结果，如图 4.6 所示。表 4.2 不同搜索空间下搜索 1 个解的最优迭代次数和成功率空间 N 最优 G 迭代次数 成功率4 1 0.8968498 2 0.95692616 3 0.96142732 4 0.99517664 6 0.99833228 8 0.99956156 12 0.99982312 17 0.999986


本文编号：2956398