基于计算智能方法的量子电路自动综合与仿真算法研究

基于传统CMOS技术的集成电路发展日趋瓶颈期,新兴纳米技术和量子计算带来了新的技术突破。论文着重研究量子电路的设计问题,作为电子设计自动化的演进,以计算智能方法为手段,主要针对量子隐形传态和量子元胞自动机这两种具体的电路结构,详细考察了它们的自动仿真和综合算法。量子隐形传态电路是一个典型的量子电路。论文详细介绍了这个电路的功能和物理实现等背景知识,然后基于遗传算法设计了一个以该电路为目标的自动综合算法,并利用Matlab的遗传算法工具箱实现了该算法。整个工作经历了三个阶段,初始实现和两次改进。在文中详细记录了每次改进的具体内容,和对最终结果的影响。对最终实验结果的分析展示了文中算法的实际效果。论文还选择了量子元胞自动机为基础模型,采用了基于贝叶斯网络的推理算法,给出相应仿真算法的核心思想和实验结果。详细考察了如何利用贝叶斯网络来为量子元胞自动机建模的思想以及涉及到的各种算法,并用BNT工具箱实现了该算法。最后以基本电路结构为例展示了该算法的实验效果。