近零能量计算：基于量子点细胞自动机的应用
摘要：近零能量计算描述了在小于(kBT ln 2)能量限制下执行逻辑操作的概念。Landauer 讨论了只要计算是在传统的不可逆方式下进行的，是不可能突破这个限制的。但是，即使进行可逆计算，由传统技术实现的电路所需要的基本能量仍远超过 (kBT ln 2)能量限制，即这些电路在物理上不可逆。相比之下，量子点细胞自动机 (QCA) 等新型纳米技术允许以非常低的能量耗散进行计算，因此有望突破这一限制。因此，可逆 QCA 电路的设计是一个活跃的研究领域。但是迄今为止，有关 QCA 是否能以逻辑和物理上的可逆方式运作（无论是一般性的还是具体的提出的电路），还不清楚，因为既没有物理实现，也没有合适的仿真方法。在这项工作中，我们利用了已经在物理模拟器中实施的一个成熟理论模型，精确考虑了 QCA 设计中能量如何耗散的因素。我们的结果强有力地证明了 QCA 确实是一种适合近零能量计算的技术。此外，我们还提出了第一个逻辑和物理上可逆的加法器电路设计，作为未来具备近零能量计算能力的电路的概念验证。
作者：Frank Sill Torres, Philipp Niemann, Robert Wille, and Rolf Drechsler
论文ID：1811.03894
分类：Emerging Technologies
分类简称：cs.ET
提交时间：2020-08-18