量子电路可逆逻辑综合的研究及进展

分析了量子电路可逆逻辑综合的意义、研究现状和研究进展,给出了相关的研究方法和目前量子可逆逻辑综合研究中存在的主要问题,提出了量子可逆逻辑综合中的最小量子代价、最小化垃圾信息位、最小化门的数量和可逆逻辑综合的规模等关键技术问题的解决思路.     

基于真值表演算的四量子电路综合方法

为了能以较小的代价高效地自动构造量子可逆逻辑电路,提出了一种新颖的四量子可逆逻辑综合方法.该方法首先将一个四量子电路的函数表示成真值表的形式;然后利用传统的递归思想,通过对换演算,将四量子电路映射函数的真值表分解成2块相互独立的三量子电路映射函数的真值表;再查找相应的最优三量子电路,直接生成相关电路;最后将对换运算的电路并入该电路,经过局部优化即可生成最终电路.分析结果表明,用该方法综合四量子电路能大幅减少TOF门的数量,平均需要15.74个TOF门,最多只需24个TOF门.同时该算法避免了穷举法所需的时空复杂度太大的问题,便于经典计算机实现.     

量子可逆电路综合的启发式快速匹配算法

提出了基于Reed-Muller展开式,使用CNT量子门库,以量子门表达式为启发式规则进行前向模式匹配的量子可逆逻辑电路快速综合算法.与通常所用的穷尽搜索算法相比,该算法利用量子门表达式作为启发式规则进行匹配代换,避免盲目匹配,有效降低了匹配复杂度,减少匹配代换的数量.同时该算法不会出现穷尽搜索中因不能找到有效解而进行回溯的现象,能以较小的时间空间复杂度生成最优或近似最优的量子可逆电路,特别在多量子可逆逻辑电路综合上,能够表现出更好的性能.     

量子B-代数的可逆元

量子B-代数是一种非可换的逻辑代数,它可以看作是Quantale的一种推广.量子B-代数包含了多种蕴含代数,其中偏序群就是一种特殊的量子B-代数.主要研究了量子B-代数的可逆元,证明了所有可逆元构成一个偏序群.     

置换群与整数间一对一Hash函数的构建

为了提高量子可逆逻辑电路自动生成与优化的效率,给出了一个在置换群与整数域上满足一对一映射的Hash函数构建方法.一个n×n的量子可逆逻辑门的输入和输出对可有2n!种组合,若将一个组合对应一个置换,则一切2n次置换的集合就组成一个置换群.Hash函数H(X)利用每一个置换中数字的排列位置,求出该数字的逆序数并计算其函数值,将置换群的元素X(a0a1…a2n-1)映射到整数Z∈{0,1,…,2n!-1}的集合上,快速确定计算位置.该函数不但可以大大提高量子可逆逻辑综合算法的效率,而且结构简单,性质良好,具有一般性意义.     

基于KFDD与进化算法的可逆电路优化算法

为降低由Kronecker功能决策图(Kronecker functional decision diagram,KFDD)综合所得可逆电路的成本,提出一种基于进化算法的可逆电路优化算法.该算法基于遗传算法模型进行设计,分别采用离散值和整型值编码KFDD输入变量的分解类型和顺序,使用所设计的遗传算子,将量子成本作为主要目标、量子位数作为次要目标进行可逆电路的优化.为解决过早收敛问题,该算法在搜索过程的前期阶段利用多个子群搜索解空间中的不同区域,在搜索过程的后期阶段将多个子群合并为整体种群,利用整体种群进行集中搜索.使用基准函数对算法进行验证的结果表明,所提出算法具有较强的全局寻优能力,有较好的结果稳定性,能够降低可逆电路的量子成本.     

量子可逆逻辑电路最小代价综合算法

采用位运算构造了一个完备的Hash函数,提出了基于Hash表的新型量子可逆逻辑电路综合算法.利用该算法可对多种量子门采用任意量子代价标准,以较高的效率生成最优的量子可逆逻辑电路.按照国际同行认可的三变量可逆函数测试标准,该算法不仅能够生成全部最优电路,而且运行速度远远超过其他算法.实验结果表明,该算法在同等计算环境下,以目前最好结果为基准,按最小量子代价标准,综合电路的平均速度是最好结果的472.5倍.     

基于Reed-Muller量子可逆逻辑电路的综合快速算法

结合可逆逻辑电路综合的多种算法,提出了一种新颖高效的算法,自动构造正极性R eed-M u ller展开式(RM),在生成量子可逆逻辑电路的解空间树上,采用总体层次遍历,局部深度搜索,借鉴模板优化技术,构造限界函数快速删除无解或非最优解的分枝,优先探测RM中的因子,以极高的效率生成最优电路.     

面向可逆逻辑综合的Quine-McCluskey算法的改进和实现

本文为满足可逆逻辑综合的需要,对Quine-McCluskey算法进行了改进和实现。通过分析常规的"积之和"表达式和便于可逆逻辑门实现的"积之异或和"表达式之间的差异与联系,推导出了它们之间相互转换的方法和规则,在此基础上讨论和总结了将Quine-McCluskey算法改进并移植用于可逆逻辑综合的思路和要点。通过理论推导和实例分析验证了该移植法应用于可逆逻辑综合的有效性。     

宏观可逆绝热过程与微观量子绝热过程的关系

从量子绝热过程中粒子在各个能级上分布的概率不变这一特点出发,通过对比分析大量粒子经历量子绝热过程后在宏观上的表现及宏观系统在可逆绝热过程中其微观表现特点,证明了对近独立粒子系统,微观粒子经历量子绝热过程时宏观上表现为可逆绝热过程,而宏观可逆绝热过程在微观上表现为每个粒子经历量子绝热过程．     

溶胶凝胶法制LiFePO4作为锂电池正极材料的研究

采用固相法和溶胶凝胶法(sol-gel)成功地制备出了L iFePO4.并利用X射线衍射、扫描电镜以及电化学测试等手段,系统地研究了合成条件和方法对材料的结构和电化学性能的影响.研究表明,使用sol-gel方法和固相法,制备出单一相的L iFePO4,其比容量分别为130mAh/g和80mAh/g.采用sol-gel方法制备的L iFePO4作为电池正极材料具有高的比容量和优良的电化学性能.     

现代有机合成的新概念和新方法

概念和方法是有机合成化学发展的基础,新的概念和方法的产生和发展可为有机合成开拓新的研究领域和发展方向．介绍现代有机合成中一些新概念和新方法,结合具体的有机合成反应实例阐述有机合成在这些概念和方法方面取得的新成果和进展,现代有机合成发展方向和应重视的研究领域．     

联合多判据的图像融合算法

常见的基于小波变换的图像融合方法只是从小波系数的某一特性的单一角度来考虑小波系数的选取，因而只适合图像中某一特性的融合。为寻找一种有效的小波系数融合方法，从数据融合的角度出发，提出了一种有效的融合算法。该算法采用投票表决法来联合小波系数选取中的多个判据，并综合考虑小波系数的选取。实验表明，与单一小波变换系数融合方法相比，本方法能有效地提高融合图像的质量。     

多变量Hammerstein-Wiener模型的参数辨识

为了突破现存Hammerstein-Wiener模型参数辨识方法中假设输出非线性块可逆的限定条件,基于可分非线性最小二乘算法,提出由多个单变量Hammerstein子模型和一个多变量输出非线性块组成的多变量Hammerstein-Wiener模型的参数辨识方法.首先,以输出误差最小为准则使用Levenberg-Marquardt法辨识出输出非线性块和Hammerstein子模型的两个参数集.其次,对Hammerstein子模型使用基于张量积的奇异值分解,辨识出输入非线性块与中间线性块的参数.再次,理论分析了所提辨识方法的辨识收敛性.最后,通过仿真验证此法的有效性.     

一种基于证据焦元距离的权重计算方法

针对经典的D-S合成方法常会出现与实际相悖的不足,该文提出了一种考虑焦元交互影响的权重合成方法.该方法结合香农熵的思想定义了新的焦元距离测度,基于新距离定义各证据间的权重,然后根据权重对原始证据函数进行修正,降低异常证据的重要性,再利用D-S规则进行证据合成.数值分析说明:这一方法可排除干扰性信息,降低冲突,合成结果优于其他经典的计算方法,为D-S证据理论提供一种有效的计算方法.     

一种基于本体和特征综合推理的植物建模方法

介绍了植物模拟的研究背景,讨论了当前的植物建模的方法以及它们的特点,提出了基于本体和特征综合推理的植物建模方法.将植物学领域本体应用于植物建模中,以高等植物的叶片为例子对本方法的建模过程进行阐述.     

基于74LS192的任意进制加法计数器的设计

74LS192是一种双时钟集成十进制同步可逆计数器,是数字系统设计中常用的器件.分别用反馈归零法、反馈置数法以及进位输出端设计了基于74LS192的小容量任意进制加法计数器,并用反馈归零法设计了一种计数长度为68的大容量加法计数器.介绍的设计方法对广大电子爱好者设计相关计数器具有很好的指导意义.     

关于Hill密码密钥空间大小的计算

初步综述了一些著名密码体制的密钥空间大小的计算,着重阐述了计算Hill密码的2阶可逆加密方阵个数(即密钥空间大小)的方法,给出了2阶Hill密码的密钥空间的计算表达式。     

持续学习：研究综述

深度学习模型通常限定在固定数据集中进行训练，训练完成之后模型无法随着时间而扩展其行为.将已训练好的模型在新数据上训练，会出现灾难性遗忘现象.持续学习是一种能够缓解深度学习模型灾难性遗忘的机器学习方法，它旨在不断扩展模型的适应能力，让模型能够在不同时刻学习不同任务的知识.目前，持续学习算法主要分为4大方面，分别是正则化方法、记忆回放方法、参数孤立方法和综合方法.对这4类方法的研究进展进行了系统地总结与分析，梳理了衡量持续学习算法性能的评估方法，讨论了持续学习的新兴研究趋势.