四元量子可逆半加器、全加器、并行全加器和并行加/减器电路

摘要

本发明提供一种四元可逆半加器电路，该电路将两个四进制数A、B作为输入，相加产生的和S以及和进位C作为输出，由四部分的电路按序依次串联组合和一个四元量子Feyman门实现，其中前一部分的输出作为下一部分的输入。整个四元可逆半加器电路中使用了13个1‑qudit门和24个Muthukrishnan Stroud门，其硬件复杂度为24γ+13ε，量子代价为37。本发明还提供一种基于四元可逆半加器电路的四元可逆全加器电路、基于四元可逆全加器电路的四元可逆并行全加器电路，以及基于四元可逆并行全加器电路的四元可逆并行加法/减法器电路。与现有设计相比，本发明提出的电路具有更少的量子成本、硬件复杂度和更少的恒定输入、垃圾输出，性能更好，更加有利于可逆逻辑设计的有效应用。