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2019 3

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基于量子元胞自动机的可逆二进制减法器设计 Article

Jadav Chandra DAS, Debashis DE

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第9期页码 1416-1429 doi: 10.1631/FITEE.1600999

摘要：在纳米技术领域，量子元胞自动机（quantum dot-cellular automata, QCA）可作为传统互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor相比现有可逆减法器，我们设计的减法器量子成本低，无用输出少。电路设计与模拟基于QCA Designer-2.0.3软件。

关键词：量子元胞自动机（quantum dot-cellular automata QCA）；可逆逻辑；DG门；二进制减法器；量子成本

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用于设计量子点元胞自动机算术电路的可扩展 1 位全加器 Research Article

Hamideh KHAJEHNASIR-JAHROMI, Pooya TORKZADEH, Massoud DOUSTI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第8期页码 1264-1276 doi: 10.1631/FITEE.2100287

摘要：量子点元胞自动机（QCA）代表了未来可能替代CMOS的一种合适选择，因为与标准CMOS相比，它消耗的能量微不足道。设计算术电路关键是基于1位全加器的结构。低复杂度的全加器模块有利于开发各种复杂结构。

关键词：量子点元胞自动机（QCA）；全加器；行波进位加法器（RCA）；加/减电路；乘数

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基于量子点元胞自动机的超高效可逆块的纳米设计 Research Article

Seyed Sajad AHMADPOUR1, Nima Jafari NAVIMIPOUR1, Mohammad MOSLEH2, Senay YALCIN3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第3期页码 447-456 doi: 10.1631/FITEE.2200095

摘要：可逆逻辑是相关研究的最新领域之一，在纳米技术、DNA计算、量子计算、容错和低功耗互补金属氧化物半导体（CMOS）等方面都有广泛应用。此外，量子点元胞自动机（QCA）是最先进的方法之一，可以替代传统技术。因此，本文提出一种低功耗、高速度的高效保守门。

关键词：纳米技术；可逆逻辑；能量耗散；量子点元胞自动机（QCA）；可逆门；米勒算法

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基于量子点元胞自动机的低能耗、高速度和高效面积时序电路：T型锁存器和计数器研究 Research Article

Mohammad GHOLAMI1,Zaman AMIRZADEH2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第3期页码 457-469 doi: 10.1631/FITEE.2200361

摘要：量子点元胞自动机（QCA）是一种用于实现纳米数字电路的新型纳米技术。这种纳米技术在速度、面积和功耗方面都优于互补金属氧化物半导体（CMOS）技术，并且可以显著改善各种逻辑电路设计。

关键词：量子点元胞自动机（QCA）；量子点；T型锁存器；T型触发器；计数器；选择性计数器；QCADesigner软件；QCAPro软件

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基于量子点元胞自动机的纳米级加密结构设计 Regular Article

Bikash Debnath, Jadav Chandra Das, Debashis De,dr.debashis.de@gmail.com

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第11期页码 1578-1586 doi: 10.1631/FITEE.1800458

摘要：基于密码学的量子点元胞自动机（QCA）是纳米技术领域新范例，在整体性能上优于传统互补金属氧化物半导体（CMOS）技术。为保障纳米通信的数据安全，提出一种基于量子元胞自动机的安全通信系统。

关键词：量子点元胞自动机（QCA）；多数决定门密码学；加密；解密；纳米级路由

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基于元胞自动机的电阻存储器多比特固定型故障诊断 Research Article

Sutapa SARKAR1, Biplab Kumar SIKDAR2, Mousumi SAHA3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第7期页码 1110-1126 doi: 10.1631/FITEE.2100255

摘要：因此，本文提出一种基于元胞自动机（CA）的动态消除固定型故障设计，以解决不可靠的电池功能和不稳定的电池寿命问题。引入可扩展的块级故障诊断和恢复方案，以确保在出现多比特固定型故障情形下仍可读取数据。引入多种特殊类别CA——单长循环单吸引子元胞自动机（SACA）、单长循环双吸引子元胞自动机（TACA）和单长循环多吸引子元胞自动机（MACA）——以实现完全容错。目标微架构单元设计具有最佳空间开销。

关键词：电阻存储器；电池可靠性；块级故障诊断；单长循环单吸引子元胞自动机；单长循环双吸引子元胞自动机；单长循环多吸引子元胞自动机

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基于元胞自动机的多自主体人员行为模型及其在性能化设计中的应用

方伟峰,杨立中,黄锐

《中国工程科学》 2003年第5卷第3期页码 67-71

摘要：元胞自动机模型在交通流研究中的应用已经开展多年并取得了很多有用的成果，但涉及人的行为特征的研究往往十分复杂，在这方面利用自主体来研究具有较大的优势。给出的模型结合了这两方面各自的优势，是在元胞自动机交通流、行人流基本框架上建立起的多自主体人员行为模型，它对评估建筑物的设计方案具有很好的参考作用。

关键词：元胞自动机模型多自主体人员行为性能化设计

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二维可控细胞自动机伪随机序列发生方法研究

朱保平,马骞,刘凤玉

《中国工程科学》 2007年第9卷第6期页码 43-47

摘要：

提出了一种新的细胞自动机———二维可控细胞自动机。根据二维可控细胞自动机的性质，提出了一种具有梯型结构的二维可控细胞自动机的伪随机序列发生方法。计算机模拟表明，具有梯型结构的二维可控细胞自动机伪随机序列发生器实现简单，产生的序列具有速度高、统计特性好等优点。新的细胞自动机在对称密码学中有广泛地应用。

关键词：细胞自动机伪随机序列发生器可控密码学

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某大型商贸中心的人员疏散性能化分析

宋卫国,于彦飞,张和平

《中国工程科学》 2005年第7卷第10期页码 78-83

摘要：

新型建筑不断涌现使得火灾安全性能化设计被广泛应用，人员疏散是其中的关键环节。结合某大型商贸中心的火灾安全性能化设计方案，利用CAFE模型分析了人员疏散性能。结果表明，由于该模型量化了人员疏散过程中人与人、人与环境之间的作用力，因此计算得到的人员疏散时间比同类软件更加保守，分析结果具有更高的可靠性。

关键词：人员疏散性能化设计元胞自动机模型

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量子点细胞自动机中四值逻辑门的设计与模拟新概念 Research Articles

Alireza NAVIDI1, Reza SABBAGHI-NADOOSHAN2, Massoud DOUSTI1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第11期页码 1441-1550 doi: 10.1631/FITEE.2000590

摘要：量子点细胞自动机（QCA）等新技术已展现出一些深亚微米标准互补金属氧化物半导体无法提供的显著特性。用QCA进行系统建模和设计多值逻辑门，可使复杂逻辑电路设计更加便捷。该概念已在本团队专为四值QCA模型开发的量子点细胞自动模拟器（QCASim）中设定。

关键词：量子点细胞自动机（QCA）；四值逻辑；量子点细胞自动模拟器（QCASim）；四值QCA（QQCA）；四值译码器；四值门

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Quantum-dot cellular automata based reversible low power parity generator and parity checker design for

Jadav Chandra DAS,Debashis DE

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第3期页码 224-236 doi: 10.1631/FITEE.1500079

摘要： Quantum-dot cellular automata (QCA) is an emerging area of research in reversible computing. It can be used to design nanoscale circuits. In nanocommunication, the detection and correction of errors in a received message is a major factor. Besides, device density and power dissipation are the key issues in the nanocommunication architecture. For the first time, QCA-based designs of the reversible low-power odd parity generator and odd parity checker using the Feynman gate have been achieved in this study. Using the proposed parity generator and parity checker circuit, a nanocommunication architecture is proposed. The detection of errors in the received message during transmission is also explored. The proposed QCA Feynman gate outshines the existing ones in terms of area, cell count, and delay. The quantum costs of the proposed conventional reversible circuits and their QCA layouts are calculated and compared, which establishes that the proposed QCA circuits have very low quantum cost compared to conventional designs. The energy dissipation by the layouts is estimated, which ensures the possibility of QCA nano-device serving as an alternative platform for the implementation of reversible circuits. The stability of the proposed circuits under thermal randomness is analyzed, showing the operational efficiency of the circuits. The simulation results of the proposed design are tested with theoretical values, showing the accuracy of the circuits. The proposed circuits can be used to design more complex low-power nanoscale lossless nanocommunication architecture such as nano-transmitters and nano-receivers.

关键词： Quantum-dot cellular automata (QCA) Parity generator Parity checker Feynman gate Nanocommunication Power dissipation

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Optimization of Land-use Based on the Theory of Cellular Automata and Value of Ecosystem Services

Lian-fu Jiang,Guo-xian Xu,Hao Jiang

《工程管理前沿（英文）》 2014年第1卷第4期页码 395-401 doi: 10.15302/J-FEM-2014058

摘要： The main objective of the study was to confirm the location and configuration of “Habitat Conservation Area” in Dongguan City. The land utilization condition in the target city was simulated using Arc GIS and Geo SOS software basing on multi-criteria decision model of Cellular Automata (CA). Both the simulation result and accuracy satisfied well the basic requirements. In addition to multi-criteria decision model, space optimization technique was used as well in simulation experiments.

关键词： Ecosystem service function optimization of land use Cellular Automata (CA)

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从控制论观点审视有限状态自动机的状态空间优化 Research Article

岳菊梅1,闫永义2,陈增强3,邓鹤2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第12期页码 1551-1684 doi: 10.1631/FITEE.2000608

摘要：现有大多数关于有限状态自动机（finite state machines, FSM）状态空间的优化方法不便甚至不能给出优化的数学意义。

关键词：有限状态自动机；有限值系统；逻辑系统；逻辑网络；矩阵半张量积；空间优化

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量子网络系统研究进展与关键技术分析

李静,高飞,秦素娟,温巧燕,张平

《中国工程科学》 2023年第25卷第6期页码 80-95 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.06.010

摘要：

量子信息领域的迅速发展为现代信息技术带来了新的机遇与挑战，其中的热门研究方向之一即量子网络，旨在利用量子力学的基本特性实现长距离的（安全）通信任务，或通过分布式计算提供优于经典计算网络的计算能力，相关研究对推动量子信息的实用化具有重要意义。本文根据量子网络应用场景和技术手段的差异性，从量子密码网络、量子云计算网络、量子隐形传态网络3 个细分类别出发，全面梳理了国内外的研究进展及发展挑战，以便掌握量子网络系统的最新发展态势；结合量子网络的实施情况，阐述了量子网络系统发展中亟待攻克的链路建立、信息传输、网络协议、物理硬件等关键技术。研究建议，加强基础硬件设施研发投入、重视量子网络理论研究、加强交叉学科研究和相关人才培养，以促进我国量子网络系统的发展。

关键词：量子信息；量子网络；量子密码网络；量子云计算网络；量子隐形传态网络

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量子计算研究现状与未来发展

李晓巍,付祥,燕飞,钟有鹏,陆朝阳,张君华,贺煜,尉石,鲁大为,辛涛,陈济雷,林本川,张振生,刘松,陈远珍,俞大鹏

《中国工程科学》 2022年第24卷第4期页码 133-144 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.04.016

摘要：一些物理学家、数学家受不同动机驱动而开展的基础研究，对量子计算发展起到过关键性的推动作用。Quantum computing in the NISQ era and beyond [J]. Quantum , 2018 , 2 : 79 .Quantum theory, the Church-Turing principle and the universal quantum computer [J].Neural networks with quantum architecture and quantum learning [J].每一门量子语言都对应有量子编译器，二者协同发展，逐步支持经典逻辑综合、量子门分解、自动求逆、量子反计算、层次化的量子线路描述、量子 - 经典混合编程、基础量子实验表达能力等功能。

关键词：量子计算量子算法量子测控系统量子软件超导量子计算分布式量子计算囚禁离子量子计算硅基量子计算光量子计算中性原子量子计算金刚石氮空位色心核磁共振量子计算自旋波量子计算拓扑量子计算