[实用新型]八位三值可逆加法器及其封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三值可逆加法器，能并行可逆计算8位三进制数，并可作为模块扩展为32位或64位可逆加法电路，为三值量子加法器提供了一种原型电路，能对一些非确定性算法求解提供支持，同时提供了一种便于电路连接和使用的封装结构。

背景技术

国民经济和社会发展始终需要更快的计算机，提高运算速度有两个办法：一是电子元器件更快，二是计算任务高度并行，这就需要电路芯片集成度越来越高，电子元器件越来越小。由于电子元器件高度集成和小型化必将导致量子极限问题、高热耗散问题，从而限制进一步提高计算机性能。要突破这些限制，就必须对现有的电子元器件制造技术进行革命性的改进。由于量子计算已成为计算机科学与物理学的连接纽带，可逆逻辑电路合成技术在量子计算中起着至关重要的作用，对下一代电子元器件的设计、量子计算机研发起着基础性的决定作用。

现有的算术逻辑电路为非可逆逻辑电路，信息擦除是造成元件发热的重要原因。为使得在运算过程中不丢失信息的自由度，只能采用可逆逻辑运算。同时，根据信息量的基本理论，三值逻辑运算是信息量与器件代价比最高的模式。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了实现电子元器件低耗能且易扩展的特性，利用量子可逆逻辑门设计一种可并行完成8位三进制数的可逆加法运算的可逆加法器及其封装结构。

本实用新型的技术方案为：八位三值可逆加法器，以QT8S表示，其特征在于，包括第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端包括八位输入端A1-A8，第二输入端包括八位输入端B1-B8，输出端包括进位端C和八位输出端S1-S8，由八个依次级联的一位三输入三值可逆加法器组成，其中一位三输入三值可逆加法器以QT3S表示，所述QT3S包括I1、I2、I3三个信号输入端和O1、O2、O3三个信号输出端，以及基态常量|0>端口，基态常量|0>表示量子叠加态中分量|1>和分量|2>的概率幅为0，分量|0>的概率幅为1；

级联顺序中第n位QT3S的I1输入端用作QT8S的第n位第一输入端An，I3输入端用作QT8S的第n位第二输入端Bn，O2输出端用作进位端Cn，O3输出端用作输出端Sn，当n大于1时，Cn与第n-1位的QT3S的I2输入端相连接，C1用作进位端C，n＝8时，I3输入基态常量|0>，n取不小于1不大于8的整数。

进一步的，所述QT3S包括九组三值量子可逆逻辑门电路，各组门电路按下表顺序连接：