[發明專利]通用可逆比較交換器

有效

• 申請號: 201310730155.6
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103684368A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 徐明強;朱小社;杜江;何金鳳;徐海
• 申請（專利權）人: 南通紡織職業技術學院
• 主分類號: H03K5/22
• 分類號: H03K5/22
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種通用可逆比較交換器，其特征在于：所述通用可逆比較交換器由n個一位可逆完全比較器和n個Fredkin門級聯構造而成，該通用可逆比較交換器分別由n個常量輸入0、1個常量輸入1、2個常量輸入0，兩個n位二進制數A_i(n-1),?A_i(n-2)，…，A_i0和B_i(n-1),?B_i(n-2)，…，B_i0所組成,共3n+3個輸入;與之對應的輸出是n個垃圾輸出、O_A=B、O_A>B?、O_A<B，和兩個n位二進制數A_o(n-1),?A_o(n-2)，…，A_o0和B_o(n-1),?B_o(n-2)，…，B_o0；構成該通用可逆比較交換器的級聯電路的第一個器件為第一塊一位可逆完全比較器，第一塊一位可逆完全比較器的輸入I_A=B、I_A>B和I_A<B分別設置為1、0和0；第二個器件為第二塊一位可逆完全比較器,?第二塊一位可逆完全比較器的輸入I_A=B、I_A>B和I_A<B分別為第一塊一位可逆完全比較器的輸出O_A=B、O_A>B和O_A<B，依此類推第n-1個器件為第n-1塊一位可逆完全比較器，第n-1塊一位可逆完全比較器的輸入I_A=B、I_A>B和I_A<B分別為第n-2塊一位可逆完全比較器的輸出O_A=B、O_A>B和O_A<B；第n個器件為第n塊一位可逆完全比較器，第n塊一位可逆完全比較器的輸入I_A=B、I_A>B和I_A<B分別為第n-1塊一位可逆完全比較器的輸出O_A=B、O_A>B和O_A<B；之后的n個Fredkin門的控制位都為第n塊一位可逆完全比較器的輸出O_A<B，目標位分別是第一塊一位可逆完全比較器的輸出A_o(n-1)和輸出B_o(n-1)，第二塊一位可逆完全比較器的輸出A_o(n-2)和輸出B_o(n-2)，依次類推，第n個Fredkin門的目標位是第n塊一位可逆完全比較器的輸出A_o0和輸出B_o0。

2.根據權利要求1所述的通用可逆比較交換器，其特征在于：所述一位可逆完全比較器有6個輸入和6個輸出，由4個NOT門，1個CNOT門，2個Toffoli門和2個4-Toffoli門級聯構造出來；6個輸入分別為1個常量輸入0、5個1位輸入分別為I_A<B、I_A>B、I_A=B、A_in和B_in；與之對應的6個輸出分別為1個垃圾輸出、O_A=B、O_A>B、O_A<B、A_out和B_out；第一個門為NOT門，目標位為B_in；第二個門為CNOT門，控制位為I_A=B，目標位為常量輸入0；第三個門為4-Toffoli門，控制位分別為I_A=B、A_in和B_in，目標位為I_A>B；第四個門為NOT門，目標位為B_in；第五個門為NOT門，目標位為A_in；第六個門為4-Toffoli門，控制位分別為I_A=B、A_in和B_in，目標位為I_A<B；第七個門為NOT門，目標位為A_in；第八個門為Toffoli門，控制位為常量輸入0和I_A>B，目標位為I_A=B；第九個門為Toffoli門，控制位為常量輸入0和I_A<B，目標位為I_A=B。