38、量子计算中的多值可编程逻辑器件

量子计算中的多值可编程逻辑器件

1. 多值量子可编程逻辑阵列（PLA）

1.1 概述

多值量子可编程逻辑阵列（PLA）是最灵活的可编程逻辑器件（PLD）。其量子三元与（AND）操作和或（OR）操作的输入均可编程。量子三元与操作的输入有变量的正常输入和反相输入，可根据需求对这些输入进行编程，从而生成所需的乘积项。量子三元或操作的输入同样可编程，由于所有量子三元与操作的输出都作为每个量子三元或操作的输入，所以可以对任意数量的所需乘积项进行编程，最终输出为积之和的形式。

1.2 电路架构

考虑为以下函数设计三元量子PLA：
- (|F1\rangle = |A0\rangle \cdot |B1\rangle + |A1\rangle \cdot |B1\rangle + |1\rangle \cdot (|A2\rangle \cdot |B0\rangle))
- (|F2\rangle = |A0\rangle \cdot |B2\rangle + |1\rangle \cdot (|A1\rangle \cdot |B2\rangle + |A2\rangle \cdot |B1\rangle))

这两个函数为积之和的形式，每个函数都有三个乘积项。实现这两个函数需要八个可编程三元量子与门和四个可编程三元量子或门。对于该问题，有两个输入（(|A\rangle)，(|B\rangle)）和两个输出（(|F1\rangle)，(|F2\rangle)），使用量子三元解码器对这两个输入进行处理，因此实现时有六条输入线。

1.3 真值表

| (|A\rangle) | (|B\