8、量子计算中的多值时序电路

量子计算中的多值时序电路

多值量子纹波计数器

基本组件与操作

在多值量子计算中，主要使用的门包括 V、V+ 和 CNOT 门。为了进行错误纠正，会使用一个辅助量子比特，在量子与非（Quant NAND）操作中，辅助量子比特的值为 |1>。

操作流程如下：
1. |J> 和 |clk> 执行三元量子与非操作，产生一个输出量子比特。
2. 该输出量子比特与触发器的输出 |Q> 再次执行三元量子与非操作，产生输出 |S>。
3. 类似地，|K>、|clk> 和 |Q> 输入经过相同操作产生输出 |R>。
4. |S> 和 |R> 作为输入，执行多值量子 SR 触发器操作。

架构与工作模式

多值量子纹波计数器的中间架构由四个多值量子 JK 触发器通过逻辑量子比特输入进行串行连接。每个时钟输入 |clk> 进入每个量子比特，从第二个多值量子 JK 触发器开始，其 |clk> 输入为前一个多值量子 JK 触发器的第一个输出 |Q>。

该计数器可以作为向上计数器或向下计数器工作，但时钟脉冲 |clk> 有时需要正边沿触发，有时需要负边沿触发。

工作原理

1. 多值量子纹波计数器中有四个多值量子 JK 触发器操作电路，它们串行连接。
2. 有一个时钟输入和一个逻辑输入，共享到多值量子 JK 触发器操作电路的端口 |J> 和 |K>。
3. 输入 |J> 和 |K> 并行进行两个多值量子处理：