摘要：现行的量子位映射策略大多是确定性的,导致生成的量子电路映射缺乏多样性,难以在质量和多样性之间取得平衡,且无法灵活适应不同的量子计算任务。基于此,设计了一种基于遗传启发的量子电路映射策略(geneticinspired quantum circuit mapping strategy,GQCMS)。该策略引入了多样化的交叉和突变操作,通过在更广阔的解空间中进行搜索,使得算法执行过程中不断生成多样化的候选解,避免陷入局部最优解,从而增加找到全局最优解的机会,提高了电路映射的整体质量。此外,为了克服传统映射策略中常见的量子比特距离较远导致的SWAP操作频繁问题,提出了一种基于邻近门的初始化方法,通过优先考虑最近邻量子位,减少需要进行SWAP操作的次数,降低电路的复杂性,缩短映射过程中的计算时间。实验结果表明,GQCMS在t|ket>和Qiskit编译器中的表现显著优于2QAN,分别平均减少了44.8%和62.5%的SWAP门数量,并在t|ket>中平均减少了42.9%的映射运行时间。

摘要：量子安全通信作为量子信息的重要分支之一,是量子力学在通信领域极为重要的应用。着重研究B92量子密钥分配协议的量子电路模型及其后续仿真,基于Qcircuit仿真软件设计出一种全新的B92量子密钥分配协议的量子电路模型,通过引入误码率(BER)和协议可靠率r_(sec)两个指标,仿真分析了在不同噪声信道模型下B92量子密钥分配协议的有效性和安全性。仿真结果表明,这种全新的电路设计实现了B92密钥分配协议的功能,并具有普遍意义,可运用于构造其他密钥分配协议的量子电路模型。

摘要：求取一个无符号数的倒数在数值计算中有着重要的应用。如何在量子电路中高效准确地求出倒数,影响着许多量子算法的性能。在此提出了一种求倒数近似值的量子算法及其量子电路的设计方法。首先将输入的二进制数存储在输入寄存器中;通过添加Toffoli门将两个n位二进制数每一位相乘的结果保存在2n个辅助量子比特中;再重复利用基础量子门设计出的n位量子全加器对辅助量子比特进行低位置零的移位相加;用控制非门设计置零电路对辅助寄存器进行置零操作以重复利用辅助量子比特,最后设计出了一种量子电路宽度较小的量子乘法器。应用牛顿迭代法解得一个求倒数近似值的系统图,然后在上述量子全加器和量子乘法器的基础上,设计出系统中各模块的量子电路图,最后连接各模块电路图,形成一个完整的求倒数量子算法的量子电路。通过分析,该量子电路提高了辅助量子比特的利用率,并且具有较低的计算复杂性。

摘要：目前已存在的自动绘图工具能够满足基本需求,但工具本身存在分辨率低、非矢量、需特定运行环境等局限性,制作高清量子电路图不便。利用Java Script、JQuery、Easy UI、SVG等技术完成在线绘制量子电路图的功能,平台对用户提交的量子电路TFC文件进行解析并显示,同时运用Java Script读取文件内的各项参数,用SVG来绘制文件所描述的量子电路,最终形成用户所需的高清矢量量子电路图。平台也为团队开发者提供了协同编辑的功能,在同一组内的用户可共同编辑同一电路图并实时更新,从而满足了不同用户的各项需求。

摘要：本文研究基于遗传算法的量子可逆逻辑电路综合技术,能实现可逆逻辑电路功能、量子门数、垃圾位数和量子代价的多目标优化设计.建立了量子可逆逻辑电路综合数学模型,采用了量子可逆逻辑电路矩阵编码方案,设计了量子可逆逻辑电路进化操作算子,给出了量子可逆逻辑电路多目标进化设计算法.以8位量子可逆乘法器为设计实例,实验结果证明了所提出的量子可逆逻辑电路多目标进化设计方法是正确有效的.

摘要：利用遗传算法完成量子隐形传态电路的优化设计,提出一种新的一维编码模式,即利用码的位置信息来存储量子门的位置信息.这种编码模式与其他模式相比效率更高,编解码更方便,能很好地反映量子电路的结构,且容易推广到多位量子电路.设计了合适的适应度函数,分两部分判断电路的功能和性能,详细探讨了遗传算法的改进及相应实验结果,得到了更优的电路结构.

摘要：针对可逆电路到量子电路的有效映射问题,提出了带禁忌表的大变异自适应遗传算法,用于量子可逆电路的综合。选取量子非门、控制非门、控制V门与控制V+门(NCV)构成量子门库,建立了量子电路计算模型。采用二进制串行编码方案,设计了适应度函数、进化算子及优化规则,实现了带禁忌表大变异自适应遗传算法的量子可逆电路综合,并用Revlib电路库进行了测试。结果表明该综合方法能同时得到多个功能解,且所生成电路的量子代价优于库中电路,验证了提出算法用于量子可逆电路综合的正确性和有效性。

摘要：本文首先定义了一个新的隐私保护问题,即量子安全多方逻辑异或,并设计了相应的量子线路,其中多个参与者可以共同计算各自私有比特的逻辑异或.所提出的量子安全多方逻辑异或协议能够保证无条件安全,即信息论安全.在此基础上,我们设计了一种分组策略来降低通信的复杂度,并据此提出了一种改进的量子安全多方逻辑异或协议.进而将其应用于城域网安全通信,使相距很远的用户之间可以安全传输秘密信息.最后在Qiskit中的IBM量子系统上通过电路仿真验证了所提出的量子安全多方逻辑异或协议的正确性和可行性.

摘要：我国商密标准SM4算法已成为ISO/IEC国际标准,本文主要研究该算法的的量子实现.基于对表面码的特性以及量子纠错的综合考虑,本文将量子比特数、通用量子逻辑门数、量子电路深度以及量子电路的depth-times-width值等作为统计参数.首先,探讨并提出了SM4算法S盒的量子优化实现方案.同时,结合算法自身结构的性质以及本文提出的S盒量子实现的特点,设计了SM4算法量子实现的整体结构,该结构能有效减少量子比特开销.其次,针对量子比特数和depth-times-width值两种指标,系统地研究了并行实现的S盒数量对SM4算法具体量子实现电路性能的影响.最后,设计了结合Grover算法对SM4进行穷举攻击的量子电路,并评估了该攻击所需的量子资源.

摘要：介绍了一种新型量子逻辑单元电路——单稳双稳转换逻辑单元及其工作原理 ,在此基础上探讨并设计了以MOBIL E为基本单元电路的具有同步置位复位功能的边沿型 JK触发器电路 。