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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。首先提出一个可逆门ANG (Ahmadpour Navimipour Gate)，然后在QCA技术中实现非抗性ANG和可逆容错ANG两种结构。

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 semiconductorQCA设备密度高，运行速度快，且功耗极低。在QCA中，可逆逻辑有着广泛应用。研究者已开发多个基于QCA的可逆逻辑电路，但基于QCA的可逆二进制减法器研究却不多见。QCA低功耗和高电流密度的特点，使其可用于设计纳米尺度节能逻辑电路。然而，其对大量逻辑门的需求和不利的无用输出，可能限制基于QCA逻辑电路的功能。我们利用QCA设计并实现了一个DG门，实现了DG门的普遍特征。利用该DG门的QCA部分，可以获得新的可逆二进制减法器。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。本文介绍了基于单元交互的可扩展1位QCA全加器结构。我们提出的全加器包含QCA设计偏好，例如使用的单元数量少、延迟低和占用面积小。所有设计均使用 QCA Designer-E 2.2版软件进行仿真和验证。该工具可以估计能量消耗以及评估电路的性能。仿真结果表明，所提设计在复杂度、面积、延迟、成本和能量消耗方面都是有效的。

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。本文提出一种在QCA技术中实现T型锁存器的新方法，该方法利用了QCA在时序和时钟相位上的固有特征，因此，所提单元结构与现有方法相比占用面积更少，功耗更低。

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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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。本文提出“四值QCA（QQCA）”新概念。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。设计了基本四值QCA逻辑门，如MIN、MAX和不同类型反相器（SQI，PQI，NQI和IQI），并通过QCASim验证。本文将例示QCASim如何通过其方便的CAD工具集快速而准确地工作。

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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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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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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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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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。本文将FSM视为逻辑动态系统，借鉴控制论中动态系统平衡点的概念，引入t-等价状态和t-源等价状态概念。基于近年提出的FSM状态转移动力学方程，得到t-等价状态和t-源等价状态的数学描述（该数学描述可类比于控制论中关于动态系统平衡点的充要条件），进而给出该优化问题的数学解释。

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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基于模糊状态描述的不确定因果归纳自动推理机制

杨炳儒,唐菁

《中国工程科学》 2000年第2卷第5期页码 44-50

摘要：

文中提出基于模糊语言场和模糊语言结构的知识表示新型框架，并提出能够综合处理模糊不确定性与随机不确定性的广义细胞自动机和广义归纳逻辑因果模型。在此基础上，又提出基于模糊状态描述的新型不确定因果归纳自动推理机制，并讨论其在智能控制器研制中的应用。

关键词：语言场语言值结构广义细胞自动机广义归纳逻辑因果模型自动推理智能控制器

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计算系统多级抗衰技术研究

游静,徐建,李千目,刘凤玉

《中国工程科学》 2007年第9卷第2期页码 36-37

摘要：通过分析系统资源的占用和损耗情况，判定系统性能的衰退规律，并据此制定了基于时间的多级软件抗衰策略和基于检测的多级软件抗衰策略，采用有限状态自动机对两种策略进行形式化描述，最后通过Web服务案例说明策略的制定过程

关键词：软件抗衰软件老化系统可靠性系统可用性自动机

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氧化锆量子点用于非易失性电阻式随机存取存储器 Regular Papers

Xiang-lei HE, Rui-jie TANG, Feng YANG, Mayameen S. KADHIM, Jie-xin WANG, Yuan PU, Dan WANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第12期页码 1698-1705 doi: 10.1631/FITEE.1900363

摘要：提出一种利用氧化锆量子点作为有源层的非易失性电阻式随机存取器。通过旋涂法制备Ag(上)/ZrO2(有源层)/Ti(下)典型的三明治结构存储器件。实验结果表明，ZrO2有源层紧密堆积，且由于ZrO2量子点分布均匀，ZrO2有源层粗糙度较低（Ra=4.49 nm）。

关键词：氧化锆量子点；电阻开关；存储器件；旋涂法

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基于共点映射的无人车可行驶区域检测方法 Article

刘子熠,余思雨,郑南宁

《工程（英文）》 2018年第4卷第4期页码 479-490 doi: 10.1016/j.eng.2018.07.010

摘要：受人类驾驶行为的启发，本文提出了一种无人车的可行驶区域检测的新方法，该方法利用了单目相机得到的像素信息和激光传感器得到的空间点云信息的融合，与共线中的双射类似，该方法引入了“共点映射”的新概念，其定义为：将来自激光雷达的点映射到图像分割边缘上的点的双射。此外，为了提升算法的鲁棒性，本文融合了四种特征，特别提出了一种称为可行驶程度（drivable degree, DD）的特征，该特征定义了激光点的可行驶程度。

关键词：可行驶区域自动驾驶数据融合共点映射