基于量子元胞自动机的可逆二进制减法器设计

2017年第18卷第9期

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《信息与电子工程前沿（英文）》 >> 2017年第18卷第9期 doi: 10.1631/FITEE.1600999

基于量子元胞自动机的可逆二进制减法器设计

. Department of Computer Science andEngineering, West Bengal University of Technology, Kolkata 700064,India.. Department of Physics, Universityof Western Australia, WA 6009, Australia

发布日期： 2018-01-18

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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, CMOS）电路的替代方案，具有可观的发展前景。QCA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