量子可编程逻辑阵列结构研究

为了充分发挥量子计算的潜力，本项目把通用性和可编程性引入量子计算领域。基于MBQC和绝热量子计算模型，我们拟研究通用的量子可编程逻辑阵列结构及其相应的逻辑映射算法和仿真验证平台。主要研究内容如下：.1..基于MBQC和绝热模型的量子逻辑阵列的可编程性研究。我们将分别从量子计算模型和阵列架构两方面进行研究，提出量子可编程逻辑阵列的物理和逻辑结构设计方案。.2..量子逻辑单元的映射算法及其可并行性研究。映射算法可以将基于网络门的逻辑描述映射为MBQC中的测量模式集，进而映射到可编程逻辑单元。这样就在所提出的阵列结构上实现任意量子计算。同时我们将研究新型量子算法的可并行性方案。.3..量子可编程逻辑阵列的验证仿真平台设计。我们将采用半导体集成电路工艺设计芯片并搭建硬件仿真平台，通过在仿真平台上正确实现量子算法来验证量子可编程逻辑阵列结构及其逻辑映射算法的有效性。

近年来，量子计算热点研究已经从小规模的量子门电路转移到了量子芯片上，本项目根据这一趋势，重点研究并最终提出了可编程量子计算混合架构模型，同时研究了其物理实现方案。此外，对一些经典的电路问题，我们开发了相应的量子算法，取得了较好的加速比。至结题时，共发表论文49篇，其中SCI检索16篇，EI检索33篇。.主要研究成果如下:.1、.首次提出了量子FPGA混合架构。.2、.拓扑绝缘体材料的结构研究，以及对自旋qubit的操控。.3、.新型纳米尺度场效应管研究。.4、.提出了量子SAT算法和量子布局算法。