論文の概要: Scalable Quantum Reversible BCD Adder Architectures with Enhanced Speed and Reduced Quantum Cost for Next-Generation Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.01883v1
• Date: Mon, 01 Dec 2025 17:06:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-02 19:46:34.975953
• Title: Scalable Quantum Reversible BCD Adder Architectures with Enhanced Speed and Reduced Quantum Cost for Next-Generation Computing
• Title（参考訳）: 次世代コンピューティングの高速化と量子コスト低減を図ったスケーラブル量子可逆BCDアドバイザアーキテクチャ
• Authors: Negin Mashayekhi, Mohammad Reza Reshadinezhad, Antonio Rubio, Shekoofeh Moghimi,
• Abstract要約: 量子力学と計算の原理を融合させ、情報保存処理を可能にする。 decimal adderは、特にバイナリコード付き十進演算のキー演算コンポーネントである。 本稿では遅延と最適化された量子コストの2つの加算器設計について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8749675983608171
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The quantum and reversible paradigm merges the principles of quantum mechanics and reversible computation to enable information-preserving processing. It supports next-generation computing architectures that provide improved scalability and enhanced computational efficiency. Within these architectures, the decimal adder is a key arithmetic component, particularly for Binary Coded Decimal (BCD) operations widely used in financial and commercial systems. However, most reversible BCD adders focus primarily on quantum and reversible metrics, overlooking the critical influence of delay, which makes balanced optimization a significant challenge. This paper presents two reversible BCD adder designs optimized for both delay and quantum cost. One design integrates the decimal carry-skip technique to improve the overall delay. Using reversible logic gates, the proposed architectures efficiently perform BCD addition and implement the required correction logic while maintaining full reversibility. Evaluation results indicate that the proposed designs surpass existing reversible BCD adders, achieving best-case average improvements of 85.12% in delay and 30.75% in quantum cost. These advancements demonstrate the potential of the proposed adders for integration into future quantum-based arithmetic units and scalable reversible computing systems. Moreover, analysis of real banking transaction data underscores the practical importance of BCD addition and its widespread use in accurate and efficient monetary computations.
• Abstract（参考訳）: 量子と可逆のパラダイムは、情報保存処理を可能にするために量子力学と可逆計算の原理を統合する。 スケーラビリティを向上し、計算効率を向上する次世代コンピューティングアーキテクチャをサポートする。 これらのアーキテクチャの中で、十進加算器は重要な算術要素であり、特に金融システムや商業システムで広く使われている二進符号十進法(BCD)の演算に使用される。 しかしながら、ほとんどの可逆的なBCD加算器は、主に量子的および可逆的なメトリクスに焦点を当てており、遅延の重要な影響を見越して、バランスの取れた最適化が重要な課題となっている。 本稿では,遅延と量子コストの両方に最適化された2つの可逆的BCD加算器について述べる。 1つの設計では、デシマルキャンピングスキップ技術を統合し、全体的な遅延を改善する。 可逆論理ゲートを用いて、提案アーキテクチャはBCD加算を効率よく実行し、完全な可逆性を維持しながら必要な補正ロジックを実装する。 評価結果は、提案された設計が既存の可逆的なBCD加算器を超越し、85.12%の遅延と30.75%の量子コストで最高のケース平均改善を達成したことを示している。 これらの進歩は、将来の量子ベースの算術ユニットとスケーラブルな可逆計算システムに統合するための加算器の可能性を示している。 さらに、実際の銀行取引データの解析は、BCD追加の実践的重要性と、その正確かつ効率的な金融計算に広く利用されていることを強調する。

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