摘要 - 低成本,低功率和高效率集成系统的需求增加使设计射频(RF)模拟电路变得更加复杂。使用多指MOSFET是一种优化电路性能的有吸引力的技术。与单指MOSFET相比,它降低了硅区域,门电阻和寄生电容,这主要影响高频和噪声性能。但是,选择最佳手指数量仍然是一个具有挑战性的问题。本文研究了手指的数量(NF)对晶体管参数的影响,并评估其对RF收发器中多个关键功能的影响。该研究专门关注NF的函数,该研究在130 nm CMOS技术中实施的民用RF电路的性能。首先,提出了差异RF带通滤波器的设计。结果表明,使用多指MOSFET会导致芯片面积减少66.5%,功率消耗量增加了15%,而噪声图则减少了43%,与常规方法相比,线性性和频率范围的改善。然后,根据NF的不同配置,已经设计了一种在2.4 GHz左右运行的无电感LC-VCO和LNA。获得的结果通过应用多手指优化显示了该区域,功率增益,频率和噪声性能的改善,并表明保持NF的增加可以降低稳定性,线性和功耗。还通过蒙特卡洛模拟测试了所提出的电路,从而证实了它们的稳健性和不匹配变化。不同提议的电路和NF配置之间的详细分析比较证明,当NF较低时,MF技术是可靠的。
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摘要 量子点细胞自动机 (QCA) 代表着一种新兴的纳米技术,有望取代当前的互补金属氧化物半导体数字集成电路技术。QCA 是一种极具前景的无晶体管范式,可以缩小到分子级,从而促进万亿级器件集成和极低的能量耗散。可逆 QCA 电路具有从逻辑级到物理级的可逆性,可以执行计算操作,耗散的能量低于 Landauer 能量极限 (kBTln2)。逻辑门的时间同步是一项必不可少的附加要求,尤其是在涉及复杂电路的情况下,以确保准确的计算结果。本文报告了八个新的逻辑和物理可逆时间同步 QCA 组合逻辑电路的设计和仿真。这里介绍的新电路设计通过使用本质上更对称的电路配置来缓解由逻辑门信息不同步引起的时钟延迟问题。模拟结果证实了所提出的可逆时间同步 QCA 组合逻辑电路的行为,该电路表现出超低能量耗散并同时提供准确的计算结果。
Blaise Ravelo 1,(成员,IEEE),Samuel Ngoho 2,Glauco Fontgalland 3,(高级会员,IEEE),Lala Rajaoarisoa 4,(成员,IEEE),Wenceslas Rahajandraibe 5 IEEE),Fayu Wan 1,(成员,IEEE),Junxiang GE 1,(IEEE副成员)和SébastienLalléchère7,(成员,IEEE)1电子和信息工程学院Nanjing信息科学与技术大学NANJING 210044,ELANGIED(APSIS 2 PARAGE),75017, Laboratory, Federal University of Campina Grande, Campina Grande 58429, Brazil 4 IMT Lille Douai, Research unit in computer science and automatic, University of Lille, 59000 Lille, France 5 Aix-Marseille Univ, Univ Toulon, CNRS, IM2NP, Electromagnetic Compatibility Laboratory, Missouri University of Science and Technology, Rolla, MO 65401, USA 7 Institut帕斯卡(Pascal
摘要 我们介绍了一种用于量子电路强经典模拟的增强技术,该技术将“稳定器求和”方法与基于 ZX 演算的自动简化策略相结合。最近有研究表明,通过将电路中的非稳定器门表示为魔法状态注入,并将它们一次分解为 2-6 个状态的块,可以对量子电路进行经典模拟,从而获得(可有效模拟的)稳定器状态的总和,并且比简单方法的项少得多。我们将这些技术从具有魔法状态注入的 Clifford 电路的原始设置改编为通用 ZX 图,并表明通过将这种“分块”分解与基于 ZX 演算的简化策略交错,我们可以获得比现有方法小几个数量级的稳定器分解。我们说明了这种技术如何对具有多达 70 个 T 门的随机 50 和 100 量子比特 Clifford + T 电路的输出以及 Bravyi 和 Gosset 先前考虑过的具有超过 1000 个 T 门的隐藏移位电路系列执行精确范数计算(从而进行强模拟)。
我们提出了一种减少电路中非 Clifford 量子门(特别是 T 门)数量的方法,这是有效实现容错量子计算的重要任务。此方法与大多数基准电路中无辅助 T 计数减少的先前方法相当或优于后者,在某些情况下可带来高达 50% 的改进。我们的方法首先将量子电路表示为 ZX 图,这是一种张量网络结构,可以根据 ZX 演算规则进行变换和简化。然后,我们扩展了最近的简化策略,添加了一个不同的成分,即相位小工具化,我们使用它通过 ZX 图传播非 Clifford 相位以找到非局部抵消。我们的程序可不加修改地扩展到任意相位角和变分电路的参数消除。最后,我们的优化是自检的,也就是说,我们提出的简化策略足够强大,可以独立验证输入电路和优化输出电路的相等性。我们已经在开源库 P y ZX 中实现了本文的例程。
Blaise Ravelo 1,IEEE 会员,Mathieu Guerin 2,IEEE 会员,Jaroslav Frnda 3,4,IEEE 高级会员,Frank Elliot Sahoa 5,Glauco Fontgalland 6,IEEE 高级会员,Hugerles S. Silva 7,8,IEEE 会员,Samuel Ngoho 9,Fayrouz Haddad 2,IEEE 会员,以及 Wenceslas Rahajandraibe 2,IEEE 会员 1 南京信息工程大学(NUIST),电子信息工程学院,江苏南京 210044 2 艾克斯-马赛大学,CNRS,土伦大学,IM2NP UMR7334,13007 马赛,法国 3 日利纳大学交通运输与通信运营与经济学院定量方法与经济信息学系, 01026 Zilina, 斯洛伐克 4 电信系,电气工程和计算机科学学院,VSB 俄斯特拉发技术大学,70800 俄斯特拉发,捷克共和国 5 Laboratoire de Physique Nucléaire et Physique de l'Environnement (LPNPE), Université d'Antananarivo, Antananarivo 101, Madagascar 6 联邦大学Campina Grande,应用电磁和微波实验室,Campina Grande/PB,58429,巴西 7 Instituto de Telecomunicações and Departamento de Eletrónica,Telecomunicações e Informática,Universidade de Aveiro,Campus Universitário de Santiago,3810-193 Aveiro,葡萄牙 8 巴西利亚大学电气工程系(UnB),联邦区70910-900,巴西 9 法国系统科学协会 (AFSCET),巴黎 75013,法国
我们认为,在最近的几项研究中研究的量子理论结构无法在量子电路的标准框架内得到充分描述。当子系统的组合由希尔伯特空间的直接和与张量积的非平凡混合描述时,情况尤其如此。因此,我们提出了量子电路框架的扩展,由路由线性映射和路由量子电路给出。我们证明这个新框架允许在电路图方面进行一致且直观的图形表示,适用于纯量子理论和混合量子理论,并在几种情况下举例说明了它的使用,包括量子信道的叠加和幺正的因果分解。我们表明,我们的框架包含了 Lorenz 和 Barrett 的“扩展电路图” [ arXiv:2001.07774 (2020)],我们将其作为特例推导出来,赋予它们合理的语义。
