10、量子点细胞自动机（QCA）技术中的功耗与基本门结构

量子点细胞自动机（QCA）技术中的功耗与基本门结构

1. QCA技术中的功耗计算

在QCA技术里，不同类型的细胞（如QQCA、QuQCA）的功耗计算是一个重要的研究内容。

1.1 QQCA细胞的功耗

QQCA细胞的三个粒子分布在两层，一层是包含单粒子系统的二元量子点细胞自动机（bQCA）细胞，另一层是包含双粒子系统的TQCA细胞。QQCA的极化是这两层极化的代数和。
计算QQCA细胞的功耗时，需先使用公式（6.9）至（6.17）计算每层的功耗，然后将两层的功耗代数相加得到细胞的总功耗。图6.7展示了不同极化下QQCA细胞的功耗情况，颜色No. 1到No. 4分别对应极化 -3、 -1、 1和3时的功耗。

1.2 QuQCA细胞的功耗

QuQCA细胞被视为四粒子系统，极化值有4、 -4、 -2、 0、 2、 4。为避免门的不稳定，三个粒子放置在两层，每层都是TQCA细胞（双粒子系统）。
计算QuQCA细胞的功耗时，同样先根据公式（6.9）至（6.17）计算每层在给定极化下的贡献，然后将各层功耗代数相加得到总功耗。图6.8和图6.9分别展示了使用量子计算和不同极化下QuQCA细胞的功耗情况。

以下是不同细胞功耗计算的流程：

graph TD
    A[开始] --> B[确定细胞类型（QQCA/QuQCA）]
    B --> C{QQCA细胞}
    C -- 是 --> D[计算每层（bQCA和TQCA）功耗]
    D --> E[将两层功耗代数相加]
    E -->