20、纳米、量子与分子计算中的大数定律系统设计

纳米、量子与分子计算中的大数定律系统设计

1. 可编程逻辑阵列（PLAs）编程

在PLAs编程中，我们可以自由使用任何乘积项。这意味着在逻辑乘积项和物理纳米线之间，我们拥有类似的分配自由度。

2. 基于统计差异化的独特纳米级寻址

纳米级工程面临的一个关键挑战是在纳米尺度构建差异化模式。传统的光刻方法在经济上可能无法扩展到纳米尺度。目前有一些自下而上的组装技术，能够产生有趣的纳米级特征，这些技术通常只能产生以下两种结构之一：
- 规则结构，如交叉开关、存储核心和PLAs；
- 统计结构。

规则的交叉开关结构在没有对其交叉点进行编程的方法时无法使用，这就需要进行纳米级差异化，以便对单个纳米线进行寻址。这促使我们探索从统计组装中提取的大数属性，并思考这些属性是否能用于构建所需的纳米级系统。

3. 纳米级接口

从传统的微尺度导线对纳米级导线进行寻址是一个关键挑战。原因在于：一是并非所有纳米级组件都是完美的；二是纳米级组件最初可能是规则的、无差异的阵列。如果能通过可靠的微尺度导线对纳米级导线进行寻址，我们就可以测试资源、配置系统以使用功能性资源，并对规则结构进行可编程的差异化处理。

由于微尺度导线（如间距为100 - 200nm）和纳米级导线（如间距小于20nm）之间存在尺度差异，直接将每根纳米级导线连接到一根微尺度导线并非理想选择，因为这会妨碍纳米级导线以紧密间距进行封装。一种自然的解决方案是使用解复用器，它可以解码密集编码的输入，并用于寻址其输出之一。从信息论的角度来看，解复用器只需log₂(N)根输入导线，就能指定要寻址的N根纳米线中的哪一根。对于足够大的N，log₂(N)远小