摘要：现代计算架构正在向计算可逆性发挥根本作用的系统发展。该领域的一项关键创新是开发一种新型算术逻辑单元 (ALU)，该单元保持完整的双向操作能力。这种先进的 ALU 架构采用复杂的多路复用器配置和精确的控制信号来实现可逆计算。作为中央处理单元中的关键组件，这种可逆 ALU 设计代表着向可编程量子计算系统迈出了重要一步。该架构利用基于多路复用器的操作选择，在保持信息保存的同时实现灵活的计算路径。通过实现可编程可逆逻辑门，该设计超越了传统的与/或门限制。所提出的 4 位 ALU 配置通过利用反向数据参考实现了更高的效率，显著降低了逻辑电路的功耗。通过使用包括 Verilog HDL、ModelSim Altera 和 Quartus Prime 在内的行业标准工具进行全面仿真验证了该实现，证实了该设计适用于下一代计算应用。这种创新方法代表了开发节能、量子兼容处理单元的关键进步。