論文の概要: Reversible Fluxon Logic with optimized CNOT gate components
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.15991v1
- Date: Thu, 29 Oct 2020 23:26:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-27 00:30:26.240463
- Title: Reversible Fluxon Logic with optimized CNOT gate components
- Title（参考訳）: CNOTゲートを最適化した可逆フラクソン論理
- Authors: Kevin D. Osborn and Waltraut Wustmann
- Abstract要約: 我々は弾道的な可逆ゲートを研究しており、フラクトンは情報エンコードとゲートの電源の両方に役立ちます。
入力フラックスオンのエネルギーとは別にゲートに電力は印加されず、2つの可能なフラックス極性はビット状態を表す。
我々のシミュレーションでは、フラクトンエネルギーのわずか数パーセントがゲート操作で放出される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Reversible logic gates were previously implemented in superconducting
circuits as adiabatic-reversible gates, which are powered with a sufficiently
slow clock. In contrast, we are studying ballistic-reversible gates, where
fluxons serve to both encode the information and power the gates. No power is
applied to the gate apart from the energy of the input fluxons, and the two
possible flux polarities represent the bit states. Undamped long Josephson
junctions (LJJs), where fluxons move at practically constant speed from
inertia, form the input and output channels of the gates. LJJs are connected in
the gates by circuit interfaces, which are designed to allow the ballistic
scattering from input to output fluxon states, using the temporary excitation
of a localized mode. The duration of the resonant scattering determines the
operation time of the gate, approximately a few Josephson plasma periods. Due
to the coherent conversions between fluxon and localized modes the ballistic
gates can be very efficient: in our simulations only a few percent of the
fluxon's energy are dissipated in the gate operation. Ballistic-reversible
gates can be combined with other, non-ballistic gate circuits to extend the
range of gate functionalities. Here we describe how the CNOT can be built as a
structure that includes the IDSN (Identity-else-Same-gives-NOT) and
Store-and-Launch (SNL) gates. The IDSN is a 2-bit ballistic gate, which we
describe and analyze in terms of equivalent 1-bit circuits. The SNL is a
clocking gate, that allows the storage of a bit and the clocked launch of a
fluxon on a bit-state dependent output path. In the CNOT the SNL gates provide
the necessary routing and fluxon synchronization for the input to the IDSN
gate.
- Abstract（参考訳）: 可逆論理ゲートは従来、十分に遅いクロックで駆動される断熱反転ゲートとして超伝導回路で実装されていた。
対照的に、我々は弾道的可逆ゲートを研究しており、フラクトンは情報エンコードとゲートの電力の両方に役立っている。
入力フラックスオンのエネルギーとは別にゲートに電力は印加されず、2つの可能なフラックス極性はビット状態を表す。
損傷のない長いジョセフソン接合(LJJ)では、フラクトンは慣性からほぼ一定速度で移動し、ゲートの入出力チャネルを形成する。
LJJは、局所的なモードの一時的な励起を用いて、入力から出力フラクトン状態への弾道散乱を可能にする回路インターフェースによってゲートに接続される。
共鳴散乱の期間は、約数回のジョセフソンプラズマ期間であるゲートの動作時間を決定する。
フラクトンと局所化モードのコヒーレントな変換により、弾道ゲートは非常に効率的になり、我々のシミュレーションでは、フラクトンエネルギーのわずか数パーセントがゲート操作で散逸する。
弾道可逆ゲートは、他の非弾道ゲート回路と組み合わせてゲート機能の範囲を広げることができる。
ここでは,IDSN (Identity-else-Same-giives-NOT) と Store-and-Launch (SNL) ゲートを含む構造としてCNOTを構築する方法について述べる。
idsnは2ビットの弾道ゲートであり、等価な1ビット回路を用いて記述と解析を行う。
snlはクロックゲートであり、ビットのストレージと、ビット状態依存の出力パス上のフラックスオンのクロックの起動を可能にする。
CNOTでは、SNLゲートはIDSNゲートへの入力に必要なルーティングとフラクトン同期を提供する。
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