量子可逆电路综合的方法与实践

《量子可逆电路综合的方法与实践》的主要思路源自作者近年来开设的关于量子计算科普性新生研讨课的教学实践，主要内容选自作者及其学生多年来在量子可逆逻辑电路综合设计理论与方法的科学研究实践中获得的部分成果。针对《量子可逆逻辑电路》计算机设计的问题，借鉴成熟的、不同的数学理论，展现物理问题、数学建模、算法设计、程序实践的基于计算机的计算逻辑思维方法。全书共分六章，靠前章与第二章主要讲述量子可逆逻辑电路研究的意义及其在代数演算中的基本定义，第三至第五章，分别讲述了基于真值表、R-M方法、置换群代数方法的设计方法，第六章通过实例重点讲述了4量子可逆逻辑电路综合程序设计的算法思想和程序实现。
《量子可逆电路综合的方法与实践》问题专一，方法多样，因举一反三可开阔思路，重点突出，思路新颖，因案例驱动可解说计算思维，问题明确，寥寥数字，因结果的可比性可作为程序设计大赛的竞赛命题，亦可作为量子计算兴趣者的自学用书。

陈汉武，博士，东南大学计算机科学与工程学院教授，博士生导师，《Mathematical Review》与《IEEE Transactions on Information Theory》特约评审。自1 999年参加京都大学数理解析所量子信息讨论班后，对量子信息与量子计算萌发兴趣并开始关注量子计算与量子信息的科技进展。1999年4月开始主持为期一年的山口大学地区合作中心VBL项目《实现信息量子通信基础技术的理论研究》：归国后，2005年9月组建量子计算与量子信息研究室：2006年7月出版教材《量子计算与量子信息简明教程》。
李志强，博士，扬州大学信息工程学院计算机科学与技术系主任，教授，硕士生导师。2005年开始从事量子可逆逻辑电路综合算法研究，已发表研究性论文59篇，其中SCI收录20篇、EI收录32篇。研究兴趣包括：量子可逆逻辑电路综合算法及其程序实现，量子安全通信协议。

第一章 为什么要研究量子可逆逻辑电路?
1.1 集成电路产业大事记、摩尔定律与芯片集成度及其可预见的发展极限
1.2 不可逆逻辑门、不可逆电路与计算机硬件的能耗与降温
1.3 理论上量子可逆门电路可以解决以上两个瓶颈问题
1.4 可逆逻辑门、可逆逻辑门集合的稠密子集
1.5 量子比特与张量乘积
1.6 量子态的叠加与并行计算
1.7 量子态叠加与量子态纠缠物理现象的代数表达式
1.8 量子可逆逻辑电路的基本概念、发展简史与问题解决的基本方法
1.9 物理模型，数学模型，学习的任务
第二章 量子可逆逻辑电路代数演算中的基本定义
2.1 可逆函数、可逆逻辑门与可逆逻辑门电路的基本定义
2.2 量子逻辑门及其演算
第三章 真值表方法-
3.1 逻辑函数与真值表及其运算规则
3.2 用真值表求解可逆逻辑门电路的汉明距离方法
3.3 基于真值表的二分法可逆逻辑电路综合算法
3.3.1 相关概念与约定
3.3.2 以3量子为例解说二分电路综合算法
3.3.3 算法分析
3.3.4 优化
3.3.5 实验计算结果
3.4 基于真值表的图表示法可逆逻辑电路综合算法
3.4.1 相关概念与约定
3.4.2 算法描述
3.4.3 优化
3.4.4 实验计算结果和分析
3.5 基于真值表的图表示法可逆逻辑电路综合算法的4量子可逆函数综合举例
第四章 代数方法
4.1 逻辑代数与逻辑电路
4.2 基于R-M方法求解逻辑函数的可逆逻辑电路
4.3 用R-M方法求解可逆逻辑门电路例题
4.4 一个基于R-M方法的量子可逆逻辑电路综合的算法
4.4.1 三个基本定义
4.4.2 三个优化规则
4.4.3 基于R-M的量子可逆逻辑门电路综合方法
4.4.4 基于R-M的量子可逆逻辑电路综合的快速算法
4.4.5 算法结果与分析
第五章 置换群方法
5.1 用置换群建模的相关基础知识
5.1.1 映射函数f（x）的置换表示
5.1.2 置换里的映射和置换群上的乘积运算
5.1.3 置换中的换位运算与一个置换的换位表达
5.2.3 量子比特的换位元素组与量子可逆逻辑电路的综合方法
5.3 基于Hash表的量子逻辑电路综合算法
5.3.1 基本概念（Fredkin门和Peres门的定义）
5.3.2 基于最小完备Hash函数的量子可逆逻辑电路综合算法
5.3.3 基于位运算的Hash函数量子可逆逻辑电路综合算法
5.3.4 实验结果与分析
第六章 4量子可逆逻辑电路综合算法
6.1 基本概念
6.2 量子可逆逻辑电路综合的新算法
6.2.1 最小长度整体综合算法
6.2.2 量子电路序列生成算法
6.3 实验结果与分析
附录A
附录B 模板及其模板优化技术
附录C Hash表的逻辑结构与物理构造
综合练习
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