سنتز منطقی چندهدفه مدارهای کوانتومی
محورهای موضوعی : electrical and computer engineeringآرزو رجايي 1 , محبوبه هوشمند 2 , سيدعابد حسيني 3
1 - دانشگاه آزاد اسلامي واحد مشهد،گروه مهندسی کامپیوتر
2 - دانشگاه آزاد اسلامي واحد مشهد،گروه مهندسی کامپیوتر
3 - دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد،گروه مهندسی برق
کلید واژه: محاسبات کوانتومی, مدل مداری کوانتومی, سنتز منطقی, بهینه‌سازی چندهدفه, برنامه‌ریزی پویا,
چکیده 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 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.
Quantum computing is a new method of information processing that is based on the concepts of quantum mechanics and leads to strange and powerful events in the quantum field. The logic synthesis of quantum circuits refers to the process of converting a given quantum gate into a set of gates that can be implemented in quantum technologies. The most famous logic synthesis methods are CSD and QSD. The main goal of this study is to present a multi-objective logical synthesis method combining the above two methods in the quantum circuit model with the aim of optimizing the evaluation criteria. In this proposed method, the solution space is created from different combinations of CSD and QSD decomposition methods. The created solution space is a space with a very large exponential size. Then, using a bottom-up approach of multi-objective dynamic programming, a method is presented to search only a part of the entire solution space to find circuits with the optimal Pareto costs. The obtained results show that this method creates a balance between the evaluation criteria and produces many optimal Pareto solutions that can be selected according to different quantum technologies.