論文の概要: Clocked Quantum-dot Cellular Automata Circuits Tolerate Unwanted External Electric Fields

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.05649v1
• Date: Thu, 10 Mar 2022 21:31:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 11:40:30.684515
• Title: Clocked Quantum-dot Cellular Automata Circuits Tolerate Unwanted External Electric Fields
• Title（参考訳）: ロックされた量子ドットセルオートマタ回路は不要な外部電界に耐える
• Authors: Peizhong Cong, Enrique P. Blair
• Abstract要約: 量子ドットセルオートマトン(QCA)は、CMOS時代の低消費電力で汎用的なコンピューティングを提供する。 分子QCA回路が不要な応用電界を許容する能力について検討する。
• 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) may provide low-power, general-purpose computing in the post-CMOS era. A molecular implementation of QCA features nanometer-scale devices and may support THz switching speeds at room-temperature. Here, we explore the ability of molecular QCA circuits to tolerate unwanted applied electric fields, which may come from a variety of sources. One likely source of strong unwanted electric fields may be electrodes recently proposed for the write-in of classical bits to molecular QCA input circuits. Previous models have shown that the input circuits are sensitive to the applied field, and a coupled QCA wire can successfully transfer the input bit to downstream circuits despite strong applied fields. However, the ability of other QCA circuits to tolerate an applied field has not yet been demonstrated. Here we study the robustness of various QCA circuits by calculating their ground state responses in the presence an applied field. To do this, a circuit is built from several QCA molecules, each described as a two-state system. A circuit Hamiltonian is formed and diagonalized. All pairwise interactions between cells are considered, along with all correlations. An examination of the ground state shows that these QCA circuits may indeed tolerate strong unwanted electric fields. We also show that circuit immunity to the dominant unwanted field component may be obtained by choosing the orientation of constituent molecules. This suggests that relatively large electrodes used for bit write-in to molecular QCA need not disrupt the operation of nearby QCA circuits. The circuits may tolerate significant electric fields from other sources, as well.
• Abstract（参考訳）: 量子ドットセルオートマトン(QCA)は、CMOS時代の低消費電力、汎用コンピューティングを提供する。 QCAの分子実装はナノメートル規模のデバイスを備え、室温での THz スイッチング速度をサポートする。 ここでは,多種多様な源から発生する不必要な印加電界を許容する分子qca回路の能力について検討する。 強い望ましくない電場源の1つは、分子QCA入力回路への古典ビットの書き込みのために最近提案された電極である。 従来のモデルでは、入力回路は印加フィールドに敏感であり、結合されたqcaワイヤは強い印加フィールドにもかかわらず、入力ビットを下流回路に正常に転送できることが示されている。 しかし、他のQCA回路が適用分野を許容する能力はまだ実証されていない。 本稿では, 各種QCA回路のロバスト性について, 応用場の存在下での基底状態応答を計算して検討する。 これを実現するために、回路は複数のQCA分子から構築され、それぞれが2状態系として記述される。 回路ハミルトニアンが形成され対角化される。 細胞間の全ての対の相互作用は、すべての相関とともに考慮される。 基底状態を調べると、これらのQCA回路は強い望ましくない電場を許容する可能性がある。 また, 構成分子の配向を選択することにより, 支配的不必要な磁場成分に対する回路免疫が得られることを示す。 これは、分子QCAへのビット書き込みに使用される比較的大きな電極が、近くのQCA回路の動作を妨害する必要はないことを示唆している。 回路は他の源からも大きな電界を許容することができる。

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