論文の概要: Robust Electric-field Input Circuits for Clocked Molecular Quantum-dot
Cellular Automata
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.03396v3
- Date: Thu, 10 Mar 2022 21:24:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-09 00:21:50.714107
- Title: Robust Electric-field Input Circuits for Clocked Molecular Quantum-dot
Cellular Automata
- Title（参考訳）: ロックされた分子量子ドットセルオートマタのためのロバスト電界入力回路
- Authors: Peizhong Cong, Enrique P. Blair
- Abstract要約: 量子ドットセルオートマトン(QCA)は、低消費電力で汎用的な古典計算のパラダイムである。
分子QCA回路への電界ビット書き込みの提案は、印加電界を用いてクロックされる同期QCA回路に拡張される。
- 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: Quantum-dot cellular automata (QCA) is a paradigm for low-power,
general-purpose, classical computing designed to overcome the challenges facing
CMOS in the extreme limits of scaling. A molecular implementation of QCA offers
nanometer-scale devices with device densities and operating speeds which may
surpass CMOS device densities and speeds by several orders of magnitude, all at
room temperature. Here, a proposal for electric field bit write-in to molecular
QCA circuits is extended to synchronous QCA circuits clocked using an applied
electric field, \(\vec{E}\). Input electrodes, which may be much larger than
the cells themselves, immerse an input circuit in an input field \(E_y
\hat{y}\), in addition to the applied clocking field \(E_z \hat{z}\). The input
field selects the input bit on a field-sensitive portion of the circuit.
Another portion of the circuit with reduced \(E_y\)-sensitivity functions as a
shift register, transmitting the input bit to downstream QCA logic for
processing. It is shown that a simple rotation of the molecules comprising the
shift register makes them immune to unwanted effects from the input field or
fringing fields in the direction of the input field. Furthermore, the circuits
also tolerate a significant unwanted field component \(E_x \hat{x}\) in the
third direction, which is neither the clocking nor input direction. The
write-in of classical bits to molecular QCA circuits is a road-block that must
be cleared in order to realize energy-efficient molecular computation using
QCA. The results presented here show that interconnecting shift registers may
be designed to function in the presence of significant unwanted fringing fields
from large input electrodes. Furthermore, the techniques devloped here may also
enable molecular QCA logic to tolerate these same unwanted fringing fields.
- Abstract（参考訳）: 量子ドットセルオートマトン(quantum-dot cellular automata, qca)は、cmosが直面するスケーリングの限界を克服するために設計された、低消費電力、汎用、クラシックコンピューティングのパラダイムである。
QCAの分子実装は、デバイス密度と動作速度がCMOSデバイス密度を超えるナノメートルスケールのデバイスと、室温で数桁の速度を提供する。
ここでは、分子QCA回路への電界ビット書き込みの提案を、印加電界 \(\vec{E}\) を用いてクロックされた同期QCA回路に拡張する。
入力電極はセル自身よりもはるかに大きい可能性があるが、印加されたクロックフィールド \(E_z \hat{z}\) に加えて入力フィールド \(E_y \hat{y}\) に入力回路を浸漬する。
入力フィールドは、回路のフィールド感度部分において入力ビットを選択する。
シフトレジスタとして \(E_y\) 感度を低減した回路の別の部分は、処理のために入力ビットを下流QCA論理に送信する。
シフトレジスタを構成する分子の単純な回転は、入力フィールドからの望ましくない効果や入力フィールドの方向のフリングフィールドに免疫を生じさせることが示されている。
さらに、回路は、クロックでも入力方向でもない第3の方向において、重要な不要フィールド成分 \(E_x \hat{x}\) を許容する。
古典ビットの分子QCA回路への書き込みは、QCAを用いたエネルギー効率の高い分子計算を実現するために、道路ブロックをクリアする必要がある。
この結果から,大きな入力電極からの有意なフレージング場の存在下で,相互接続型シフトレジスタが機能する可能性が示唆された。
さらに、ここで開発された技術は、分子QCA論理がこれらの同じ望ましくないフレーミング場を許容することを可能にする。
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