خلاصة:
در فناوری نانو و محاسبات کوانتومی مدرن، منطق برگشتپذیر نقش مهمی ایفا میکند زیرا در گیتهای برگشتپذیر به دلیل پاک کردن عملیات بیتی میتوان از اتلاف توان جلوگیری کرد، در این مقاله ضمن معرفی گیتهای برگشتپذیر متداول، چگونگی پیادهسازی گیتهای NOT، AND و XOR با بکارگیری گیتهای برگشتپذیر بررسی و استفاده از ترانزیستورهای اثر میدان نانولوله کربنی جهت پیادهسازی گیتهای برگشتپذیر در سطح مداری باهدف غلبهبر مشکلات ناشی از کاهش ابعاد در تکنولوژی CMOS پیشنهاد میشود، نتایج شبیهسازی بیانگر این استکه اگر با ولتاژ تغذیه 5/0 ولت، برای ایجاد یک گیت NOT از گیت برگشتپذیر Feynman استفاده شود، متوسط توان مصرفی 20/97% و با استفاده از گیت برگشتپذیر Fredkin، 99/99% کاهش دادهشده میشود. برای گیت AND نیز اگر از گیتهای برگشتپذیر Fredkin، Peres و Toffoli استفاده شود، مقدار متوسط توان مصرفی با ولتاژ تغذیه 9/0 بهترتیب 45/98%، 87/90% و 04/89% کاهش مییابد، همچنین اگر از خروجی Q گیتهای برگشتپذیر Feynman و Peres بهعنوان گیت XOR برای دو ورودی استفاده شود، با ولتاژ تغذیه 5/0 ولت مقدار متوسط توان مصرفی بهترتیب، 97/99% و 78/99% کاهش داده میشود، برای شبیهسازی مدارها نیز از کتابخانه ترانزیستور CNTFET در نرمافزار Hspice استفادهشده است.
ملخص الجهاز:
com ارسال: دی ماه 97 پذیرش: فروردین ماه 98 چکیده در فناوری نانو و محاسبات کوانتومی مدرن، منطق برگشت¬پذیر نقش مهمی ایفا می¬کند زیرا در گیت¬های برگشت¬پذیر به دلیل پاک کردن عملیات بیتی می¬توان از اتلاف توان جلوگیری کرد، در این مقاله ضمن معرفی گیت¬های برگشت-پذیر متداول، چگونگی پیاده¬سازی گیت¬های NOT، AND و XOR با بکارگیری گیت¬های برگشت¬پذیر بررسی و استفاده از ترانزیستورهای اثر میدان نانولوله کربنی جهت پیاده¬سازی گیت¬های برگشت¬پذیر در سطح مداری باهدف غلبه¬بر مشکلات ناشی از کاهش ابعاد در تکنولوژی CMOS پیشنهاد می¬شود، نتایج شبیه¬سازی بیانگر این است¬که اگر با ولتاژ تغذیه 5/0 ولت، برای ایجاد یک گیت NOT از گیت برگشت¬پذیر Feynman استفاده شود، متوسط توان مصرفی 20/97% و با استفاده از گیت برگشت¬پذیر Fredkin، 99/99% کاهش دادهشده می¬شود.
به تصویر صفحه مراجعه شود شکل 2- بلوک دیاگرام و نمودار نقطه کوانتومی گیت معکوس کننده 3-2- گیت برگشت¬پذیر Feynman این گیت به صورت یک گیت برگشت¬پذیر (2×2) می¬باشد، که شامل دو ورودی و دو خروجی است.
به تصویر صفحه مراجعه شودشکل 6 - بلوک دیاگرام و نمودار نقطه کوانتومی گیت برگشت¬پذیر Peres 4- پیاده¬سازی گیت¬های NOT، AND و XOR برگشت¬پذیر با استفاده از تکنولوژی CNTFET در گیت Feynman درصورتیکه ورودی دوم یک در نظر گرفته شود، آنگاه در خروجی معکوس ورودی اول ایجاد می¬شود.
به تصویر صفحه مراجعه شوددر جدول 2 نتایج پیاده¬سازی گیت¬های NOT، AND و XOR برگشت¬پذیر با استفاده از ترانزیستورهای اثر میدان نانولوله کربنی ارائهشده است، این نتایج بیانگر این است که اگر با ولتاژ تغذیه 5/0 ولت، برای ایجاد یک گیت NOT از گیت برگشت¬پذیر Feynman استفاده شود، نسبت به مرجع [16]، متوسط توان مصرفی 20/97% و با استفاده از گیت برگشت¬پذیر Fredkin، 99/99% کاهش دادهشده است.