یک مدل محاسباتی کاملاً کوانتومی که بر مبنای دو مفهوم درهمتنیدگی کوانتومی و اندازهگیری کوانتومی ارائه شده است، مدل محاسباتی کوانتومی یکطرفه WQC)1( نام دارد. محاسبات در مدل WQC1 با الگوهای اندازهگیری نمایش داده میشوند. به منظور نمایش بهتر الگوهای مربوط از گراف درهمت چکیده کامل
یک مدل محاسباتی کاملاً کوانتومی که بر مبنای دو مفهوم درهمتنیدگی کوانتومی و اندازهگیری کوانتومی ارائه شده است، مدل محاسباتی کوانتومی یکطرفه WQC)1( نام دارد. محاسبات در مدل WQC1 با الگوهای اندازهگیری نمایش داده میشوند. به منظور نمایش بهتر الگوهای مربوط از گراف درهمتنیدگی استفاده میشود که این گراف به همراه مجموعه کیوبیتهای ورودی و خروجی آن، هندسه الگو نامیده میشود. تکنیکهایی به منظور بهینهسازی الگوهای حاصل از یک مدار کوانتومی در مدل WQC1 ارائه شده است. در کارهای پیشین از مدل WQC1 به منظور بهینهسازی مدارهای کوانتومی استفاده شده است. یک مدار کوانتومی (اولیه) به الگوهای WQC1 تبدیل شده و بهینهسازیهای ارائهشده در این مدل بر روی آن با استفاده از مجموعه قوانین بازنویسی به صورت ترتیبی بر روی گراف درهمتنیدگی حاصل از الگوی مربوط انجام شده و آن را ساده میکرد. سپس الگوی سادهشده مجدداً به مدار کوانتومی (ثانویه) تبدیل میگردید. در این مقاله روشهای قبلی برای بهینهسازی مدارات کوانتومی با استفاده از مدل 1WQC بهبود داده میشود. در روش جدید به منظور بهینهسازی الگوی 1WQC حاصل از مدار کوانتومی، بر خلاف روشهای گذشته از هیچ یک از قوانین بازنویسی به منظور سادهسازی الگو استفاده نشده و سعی شده است که تنها با بررسی هندسه الگو، تکنیکهای بهینهسازی به صورت همزمان الگوی مربوط را ساده کنند. پس از اجرای عملیات بهینهسازی، الگوی مربوطه مجدداً به مدار کوانتومی تبدیل میشود و با کاهش کیوبیتهای کمکی سادهتر میشود. نتایج نشان میدهد معیارهای هزینه مدار کوانتومی در روش جدید در مقایسه با روشهای پیشین کاهش یافته است.
پرونده مقاله
یکی از چالشها و محدودیتهای مهم در طراحی مدارهای پرتراکم، اتلاف توان ناشی از ترانزیستورهای این مدارها است. منطق برگشتپذیر یکی از رویکردهای نوین در کاهش اتلاف توان مدارهای دیجیتال در حوزه محاسبات کوانتومی است. در این مقاله طرحی بهبودیافته از یک مدار موازی ضربکننده علا چکیده کامل
یکی از چالشها و محدودیتهای مهم در طراحی مدارهای پرتراکم، اتلاف توان ناشی از ترانزیستورهای این مدارها است. منطق برگشتپذیر یکی از رویکردهای نوین در کاهش اتلاف توان مدارهای دیجیتال در حوزه محاسبات کوانتومی است. در این مقاله طرحی بهبودیافته از یک مدار موازی ضربکننده علامتدار 5بیتی با ویژگی حفظ توازن ارائه میشود. مدارهای برگشتپذیر با قابلیت حفظ توازن یک ویژگی مهم برای پیادهسازی سیستمهای تحملپذیر اشکال در حوزه فناوری نانو است. برای طراحی ضربکننده پیشنهادی، یک بلوک 5×5 برگشتپذیر به نام HBF برای طراحی یک جمعکننده کامل برگشتپذیر با هزینه کوانتومی مناسب و یک دروازه 4×4 برگشتپذیر به نام HBL ارائه شدهاند. ساختار مدار ضربکننده از دو بخش تولید حاصلضربهای جزئی (PPG) و عملوندهای چندگانه افزوده (MOA) تشکیل شده است. این ساختار مبتنی بر الگوریتمهای Baugh-Wooley و درخت والاس بوده که منجر به بهبود سرعت عملیات در ضربکننده 5بیتی باینری برای اعداد علامتدار میشود. مدارهای پیشنهادی بر مبنای معیارهای ارزیابی مهمی همچون هزینه کوانتومی، خروجیهای بیاهمیت و ورودیهای ثابت، بهینهسازی شده و با مدارهای موجود مقایسه میشوند. هدف اصلی، کاهش هزینه کوانتومی، تعداد ورودیهای ثابت و خروجیهای بیاهمیت در طراحی مدار ضربکننده پیشنهادی است. نتایج ارزیابی و مقایسه نهایی نشان میدهد که ضربکننده 5×5 پیشنهادی در این پژوهش، 26% در هزینه کوانتومی، 9% در خروجیهای بیاهمیت و 9% در ورودیهای ثابت نسبت به بهترین طرحهای موجود، بهبود یافته است.
پرونده مقاله
در مدل محاسبات کوانتومی یکطرفه (WQC1)، همبستگي کوانتومي در يک مدل درهمتنيده که حالت گرافي يا حالت خوشهاي خوانده ميشود، باعث ميگردد که محاسبات جامع کوانتومي تنها با استفاده از اندازهگيريهاي تککيوبيتي محقق شود. در WQC1 محاسبات با الگوهای اندازهگیری یا به طور خلاص چکیده کامل
در مدل محاسبات کوانتومی یکطرفه (WQC1)، همبستگي کوانتومي در يک مدل درهمتنيده که حالت گرافي يا حالت خوشهاي خوانده ميشود، باعث ميگردد که محاسبات جامع کوانتومي تنها با استفاده از اندازهگيريهاي تککيوبيتي محقق شود. در WQC1 محاسبات با الگوهای اندازهگیری یا به طور خلاصه الگو نمایش داده میشوند. مسأله سنتز در مدل WQC1 به صورت استخراج الگو از يک ماتریس يکاني دلخواه ورودي تعريف ميشود. معیارهای اصلی در ارزیابی الگوهای اندازهگیری در مدل WQC1، اندازه، عمق الگو و تعداد درهمتنیدگیهای الگو است. در این مقاله، روش جدیدی برای سنتز گیتهای یکانی U کنترلشده که U یک گیت تککیوبیتی است در مدل WQC1 ارائه شده است. بدین منظور برای نخستین بار، ایده استفاده از حساب اندازهگیری تعمیمیافته (که از اندازهگیری در صفحات مختلف کره بلاخ بهره میبرد) در مفهوم سنتز در مدل WQC1 استفاده میشود. بهینهسازیهایی نیز مبتنی بر این ایده پیشنهاد شده و با استفاده از آن، روش پیشنهادی برای سنتز گیتهای یکانی کنترلشده در مدل WQC1 معیارهای ارزیابی اندازه، عمق و تعداد درهمتنیدگیهای الگو را نسبت به بهترین کار قبلی به ترتیب به میزان 1/9%، 30% و 1/18% بهبود میدهد.
پرونده مقاله
محاسبات کوانتومی، روش جدیدی از پردازش اطلاعات است که بر مبنای مفاهیم مکانیک کوانتومی بنا شده و منجر به رخدادهای عجیب و قدرتمندی در حوزه کوانتوم میشود. سنتز منطقی مدارهای كوانتومی به فرایند تبدیل یك گیت دادهشده كوانتومی به مجموعهای از گیتها با قابلیت پیادهسازی در تك چکیده کامل
محاسبات کوانتومی، روش جدیدی از پردازش اطلاعات است که بر مبنای مفاهیم مکانیک کوانتومی بنا شده و منجر به رخدادهای عجیب و قدرتمندی در حوزه کوانتوم میشود. سنتز منطقی مدارهای كوانتومی به فرایند تبدیل یك گیت دادهشده كوانتومی به مجموعهای از گیتها با قابلیت پیادهسازی در تكنولوژیهای كوانتومی اطلاق میشود. از معروفترین روشهای سنتز منطقی CSD و QSD هستند. هدف اصلی این مقاله، ارائه یک روش سنتز منطقی چندهدفه ترکیبی از دو روش فوق در مدل مداری محاسباتی با هدف بهینهسازی معیارهای ارزیابی است. در این روش پیشنهادی، فضای جوابی از ترکیبهای مختلف روشهای تجزیه CSD و QSD ایجاد میشود. فضای جواب ایجادشده، یک فضا با اندازه نمایی بسیار بزرگ است. سپس با استفاده از یک رهیافت پایین به بالا از روش حل برنامهریزی پویای چندهدفه، روشی ارائه میشود تا تنها بخشی از کل فضای جواب، برای یافتن مدارهایی با هزینههای بهینه پرتو جستجو شوند. نتایج به دست آمده نشان میدهند که این روش، موازنهای بین معیارهای ارزیابی ایجاد میکند و پاسخهای بهینه پرتو متعددی تولید کرده که با توجه به تکنولوژیهای مختلف کوانتومی میتوانند انتخاب شوند.
پرونده مقاله
امروزه محاسبات کوانتومی نقشی بسزا در افزایش سرعت الگوریتمها دارند. بهدلیل محدودیت در تکنولوژیهای ساخت کامپیوترهای کوانتومی، طراحی یک کامپیوتر کوانتومی در مقیاس بزرگ با چالشهای زیادی مواجه است. یک راه حل جهت غلبه بر این چالشها، طراحی سیستمهای کوانتومی توزیعشده است چکیده کامل
امروزه محاسبات کوانتومی نقشی بسزا در افزایش سرعت الگوریتمها دارند. بهدلیل محدودیت در تکنولوژیهای ساخت کامپیوترهای کوانتومی، طراحی یک کامپیوتر کوانتومی در مقیاس بزرگ با چالشهای زیادی مواجه است. یک راه حل جهت غلبه بر این چالشها، طراحی سیستمهای کوانتومی توزیعشده است. در این سیستمها، کامپیوترهای کوانتومی از طریق پروتکل دورنوردی جهت انتقال اطلاعات کوانتومی با یکدیگر در ارتباط هستند. از آنجاییکه دورنوردی کوانتومی نیاز به منابع کوانتومی دارد، کاهش تعداد این پروتکل، ضروری میباشد. هدف از این مقاله، ارائه یک سیستم کوانتومی توزیعشده با درنظرگرفتن دو هدف توزیع متوازن کیوبیتها و کمینهنمودن تعداد پروتکل دورنوردی در دو سطح است. در سطح اول با ارائه یک الگوریتم برنامهسازی پویا، سعی در افراز متعادل کیوبیتها و کاهش تعداد ارتباطات بین زیرسیستمها شده است. با توجه به افراز بهدستآمده از سطح اول، در سطح دوم و در مرحله اجرای دروازههای سراسری، زمانی که یکی از کیوبیتهای این دروازه از مبدأ به مقصد مورد نظر دورنورد میگردد، ممکن است این کیوبیت بتواند توسط تعدادی دروازه سراسری با رعایت محدودیتهای تقدم مورد استفاده قرار گرفته و در نتیجه، موجب کاهش تعداد دورنوردیها گردد. نتایج بهدستآمده، نشاندهنده کارایی بهتر الگوریتم پیشنهادی بوده است.
پرونده مقاله