量子計(jì)算機(jī)可看作是量子圖靈機(jī),量子圖靈機(jī)則可等價(jià)于量子邏輯電路,量子電路是研究量子信息的主流模型。隨著量子信息快速發(fā)展,量子電路越來(lái)越復(fù)雜,自動(dòng)高效的設(shè)計(jì)出復(fù)雜量子電路的相關(guān)理論與方法也倍受關(guān)注。由于量子電路由各類(lèi)量子門(mén)的組合與級(jí)聯(lián)而成,量子門(mén)是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的基礎(chǔ),所以量子門(mén)的最優(yōu)化將直接影響著量子邏輯電路的整體優(yōu)化程度。量子門(mén)分為量子邏輯門(mén)和量子非邏輯門(mén),與量子邏輯門(mén)相比,量子非邏輯門(mén)能綜合出更優(yōu)的量子電路,因此量子非邏輯門(mén)的綜合問(wèn)題一直是人們研究的重點(diǎn)。雖然已經(jīng)有了許多算法被提出,但絕大多數(shù)的綜合算法還存在許多明顯的不足。我們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)構(gòu)造新型量子邏輯門(mén),來(lái)避免直接使用量子非邏輯門(mén),可以將此難題簡(jiǎn)化為較易解決的量子邏輯門(mén)的綜合問(wèn)題,從而來(lái)優(yōu)化綜合量子電路的整體結(jié)構(gòu)。因此本論文對(duì)量子非邏輯門(mén)構(gòu)造新型量子邏輯門(mén)及相關(guān)理論進(jìn)行了深入研究和探索,主要研究工作及成果如下:（1）提出基于NCV量子門(mén)庫(kù)的新型量子邏輯門(mén)的量子電路綜合。由于控制平方根非門(mén)（CV,CVt）是非置換門(mén),許多現(xiàn)有方法不能直接使用NOT門(mén),CNOT門(mén),控制平方根非門(mén)量子門(mén)庫(kù)（NCV）綜合最優(yōu)3量子電路,關(guān)鍵是如何將NCV... 

【文章來(lái)源】：揚(yáng)州大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１受控非門(mén)??

陳賽新型量子邏輯門(mén)的構(gòu)造方法的研宄與實(shí)現(xiàn)?２１??ＣＮＯＴ門(mén)。而第一個(gè)ＣＮＯＴ門(mén)有ｎ－１種情況，因?yàn)槿羝淇刂贫嗽诘谝恍兄校敲雌涫芸囟??可以在后面ｎ－ｌ行中的任意一行。第二個(gè)ＣＮＯＴ門(mén)有ｎ－２種情況，因?yàn)槿羝淇刂贫嗽诘诙??行那么其受控端可以在后面ｎ－２行中的任意一行，依此類(lèi)推，最后一個(gè)ＣＮＯＴ門(mén)只有一種??情況，因?yàn)樗刂贫嗽诘冢ǎ睿保┬校芸囟嗽诘冢钚校ㄗ詈笠恍校�。所以一共�??（ｎ－ｌ）ｘ（？－２）ｘ．．．ｘｌ?＝?（／７－ｌ）！種電路結(jié)構(gòu)。這些電路輸出的最后一行都是相同的，但是這些電??路的其他線(xiàn)的輸出卻是不同的，因此存在（ｎ－１）！種不同的０２電路。??例如，構(gòu)建一個(gè)（《?＋?１）｜？＝４?＝?５量子比特邏輯電路，那么Ｃ２電路需要０－１彳｜１＝４?＝?３個(gè)ＣＮＯＴ??門(mén)并且有（《－ｌ）�。睿剑�?＝６種可能情況，如圖３－２，但只有最后一個(gè)電路和它的鏡像門(mén)是相等的，??在本文中，鏡像門(mén)指的是一個(gè)門(mén)以其本身相反的順序排列的量子門(mén)。??命題３在圖３－１中，用ｇ，，ｇ２，…，ｇ？＋ｉｅ｛Ｖ，ｖＭ乍為參數(shù)的量子邏輯門(mén)框架有種２＂＋｜組合，但??是最多只有ｒ種不同功能的組合。??

?；?ｘ２?Ｘ｜?？?ｘ２?？?ｘ３?ｘ２?ｘ３?ｘｘ?？??圖３－１４圖３－１３的鏡像門(mén)框架，并且與圖３－１３的電路功能相同??［?Ｐ４＇３?ｉ??ａ?４－＃?１?ｊ?�！�?ａ??ｂ??ｆ—０?１?０．．．．．．?ｂ??ｃ?－ｊ?ｒ?０．．．．．．．．．了．．．．．｜（ｌ）?ｃ??ｄ?４￡ｖ｝［ｖ］——［ｖ］?｜ｙ＾］－｜?（ａｂ？ａｃ？ｂｃ）？ｄ??圖３－１５僅使用２Ｘ２量子門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)另一個(gè)更為復(fù)雜函數(shù)十ｄ的電路，該電路包括表??３－２中的Ｐ４＿２門(mén)??我們構(gòu)建名為ＮＣＶ４的新型置換量子門(mén)庫(kù)，包括ＮＯＴ門(mén)，ＣＮＯＴ門(mén)和ＣＶ／ＣＶＨ［１４Ｕ??圖３－３框架是用４個(gè)門(mén)（Ｐ３＿ｌ，Ｐ３＿２，?Ｐ３＿３，?Ｐ３＿４），圖３－１０框架是用了?８?jìng)�(gè)門(mén)（Ｐ４＿ｌ，??Ｐ４＿２

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于控制K次平方根非門(mén)的類(lèi)Toffoli門(mén)構(gòu)造方法[J]. 李志強(qiáng),馮小霞,陳漢武.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2014(06)
[2]基于新型量子邏輯門(mén)庫(kù)的最優(yōu)NCV三量子電路快速綜合算法[J]. 李志強(qiáng),陳漢武,劉文杰,薛希玲,肖芳英.  電子學(xué)報(bào). 2013(04)
[3]量子計(jì)算與量子邏輯門(mén)[J]. 蘇曉琴,王金來(lái),聶合賢,辛俊麗.  運(yùn)城學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(05)
[4]量子計(jì)算機(jī)前瞻:量子門(mén)與量子電路模型[J]. 施教芳.  微電子技術(shù). 2002(04)

碩士論文
[1]量子可逆邏輯電路的設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D]. 李彥成.華東交通大學(xué) 2014
[2]量子可逆邏輯電路的研究及設(shè)計(jì)[D]. 張滿(mǎn)群.華東交通大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3320118