标题:用于实时信号处理应用的容错 VLSI 架构设计摘要:由于设计复杂性和晶体管密度的增加导致芯片故障率很高,容错在当今的数字设计中变得极为重要。我们已经确定了现有容错方法的主要缺陷,并尽可能地尝试纠正它们。我们修改了传统的动态重构方法,使其适用于实时信号处理应用,并结合了热备用、优雅降级、级联性和 C 可测试性。我们还提出了一些新的静态冗余技术,这些技术在各个方面都优于现有方法,并且具有实际适用性。• 使用 XILINX 中的 verilog HDL 和原理图级与 virtex-6 进行 RTL 设计、仿真和验证• 使用 SYNOPSYS 工具进行设计和验证以及面积和关键路径结果的计算• 使用 CADENCE 工具进行一些面积和延迟计算。
容错量子计算需要执行许多最有前景的量子映射应用。近年来,出现了许多非常适合当前和未来有限连接的二维设备的错误或纠正代码,例如urf acecode。我们发现,通过 2. 5-D 架构的传输位安排,可以有效地实现特定的谐振腔,并且只需大约 2. 0 个更少的时间即可有效地实现表面代码安斯蒙斯 VI 位于 hi sw 或 k。我们通过在与每个传输相连的量子位存储器层中存储代码来虚拟化二维存储器或设备。分布式量子位跨领域对容错影响最小,并导致实质上或有效的逻辑操作。虚拟逻辑量子位 (VLQ) 系统具有容错性、可比性和 2D 转换架构,可通过概念验证实验演示来实现围绕逻辑位的使用,需要非政府组织 1 1 传输和 9 附加信息。问
量子计算机在过去十年中取得了非凡的进展,在追求通用容错量子计算机的道路上取得了重大的里程碑。量子时代的临界点——量子优势已经实现,并出现了几波突破。与刚起步时相比,量子硬件变得更加集成和架构化。各种物理系统的控制精度被推到了容错阈值之外。与此同时,量子计算研究通过工业化和商业化建立了新的规范。政府、私人投资者和科技公司的联合力量极大地塑造了一个充满活力的新环境,加速了这一领域的发展,现在正处于嘈杂的中尺度量子时代的开始。在这里,我们首先通过回顾最重要的算法和最有前途的技术路线中的进展来讨论量子计算领域取得的进展,然后总结下一阶段的挑战。此外,我们表明我们对容错量子计算机的坚实基础已经建立的信心,以及我们对未来人类社会必不可少的量子杀手级应用的出现持乐观态度。
摘要:为了在后量子时代构建高效的安全系统,可以通过估算发起量子攻击所需的量子资源来找到防御容错量子计算机的最小安全参数。在容错量子计算机中,错误必须通过错误检测和错误校正达到可接受的水平,这需要额外使用量子资源。随着量子电路深度的增加,每个量子比特的计算时间增加,量子计算机中的错误也会增加。因此,就量子电路中的错误而言,通过增加量子比特的数量来降低深度是合适的。本文提出了一种用于容错量子计算机的SHA3的低深度量子电路实现,以减少错误。所提出的SHA3量子电路是通过在每个函数中的量子比特数、量子门和量子深度之间进行权衡来实现的。与最先进的方法相比,本文提出的方法分别将 T 深度和全深度减少了 30.3% 和 80.05%。我们期望这项工作将有助于建立量子时代的 SHA3 最低安全参数。
最近,在豪斯多夫维数为 2+ ϵ 的分形格上构造了一类分形表面码 (FSC),此类码可采用容错非 Clifford CCZ 门 [1]。我们研究了此类 FSC 作为容错量子存储器的性能。我们证明了在豪斯多夫维数为 2 + ϵ 的 FSC 中,存在针对位翻转和相位翻转错误具有非零阈值的解码策略。对于位翻转错误,我们通过对分形格中孔洞的边界进行适当的修改,将为常规 3D 表面码中的串状综合征开发的扫描解码器应用于 FSC。我们对 FSC 的扫描解码器的改进保持了其自校正和单次特性。对于相位翻转错误,我们采用针对点状综合征的最小权重完美匹配 (MWPM) 解码器。对于具有豪斯多夫维数 DH ≈ 2 . 966 的特定 FSC,我们报告了扫描解码器在现象噪声下的可持续容错阈值(∼ 1 . 7% )和 MWPM 解码器的代码容量阈值(下限为 2 . 95% )。后者可以映射到分形晶格上限制希格斯跃迁临界点的下限,该下限可通过豪斯多夫维数进行调整。
• 因 COS/ECE 375“计算机体系结构和组织”荣获“普林斯顿大学工程与应用科学学院卓越教学奖”,2024 年 4 月。 • 因“对多核和并行处理系统的编译器和体系结构的贡献”晋升为 IEEE 院士,2015 年。 • 因“PDIP:优先级定向指令预取”荣获 2024 年国际编程语言和操作系统体系结构支持会议 (ASPLOS) 最佳论文奖,2024 年 4 月。 • 入选“国际计算机体系结构研讨会 (ISCA) 名人堂”,2024 年 6 月。 • “AsmDB:理解和缓解仓库级计算机的前端停顿”入选 IEEE Micro 2019 年“精选”特刊,基于“在计算机体系结构领域的新颖性和长期影响潜力”。 • 入选“SWIFT:软件实现的容错”,荣获 2015 年第十三届代码生成和优化国际研讨会 (CGO) 的“时间考验奖”。 • “DAFT:解耦非循环容错”被程序委员会选入国际并行处理杂志的特刊,该特刊由 2010 年第 19 届并行架构和编译技术国际会议 (PACT) 的“顶级论文”组成。 • “容错类型汇编语言”被提名为 ACM 通讯 (CACM) 研究亮点,2008 年 9 月。