실제 양자 컴퓨팅 환경에 강한 양자점 셀룰라 오토마타 기반의 내결함성 3입력 다수결 게이트 설계 (Fault-tolerant 3-input Majority Gate Design in Quantum-dot Cellular Automata Environment for Building Quantum Computing Environment)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 57권 / 9호 / 44 ~ 49페이지
· 저자명 : 윤상현, 전준철

초록

양자점 셀룰러 오토마타(QCA)는 양자 컴퓨팅 환경을 구현하기 위한 차세대 나노 회로설계 기술이다. QCA로 회로를 설계하는 데 있어서 결함을 피하기란 어렵다. 내결함성이 아닌 회로는 사소한 결함에도 회로 전체의 동작에 이상이 생길 수 있다. 반면에 내결함성 회로는 회로에 발생한 결함에 저항성을 가진다. 그러나 기존의 내결함성 회로는 내결함 성능을 확보하기 위해 면적이 증가하였다. 이로 인해 내결함성 회로의 성능이 일반 회로들보다 떨어지는 문제점이 발생한다. 이에 본 논문에서는 면적 문제가 해결된 내결함성 다층구조 3입력 다수결 게이트를 제안하고, 이를 기존에 제안되었던 회로들과 비교 분석한다. 비교분석결과, 면적 면에서 최소 19.64%에서 최대 88.40%의 개선이 이루어졌음을 확인할 수 있다. 이는 차후에 다른 내결함성 회로를 설계할 때 본 논문에서 제안하는 3입력 다수결 게이트를 기본 소자로 활용하면 성능 면에서 큰 향상을 이루어낼 수 있음을 의미한다.

영어초록

Quantum dot cellular automata (QCA) is a next-generation nano-circuit design technology for realizing a quantum computing environment. It is difficult to avoid defects in designing circuits with QCA. Circuits that are not fault-tolerant may cause abnormalities in the operation of the entire circuit even with minor defects. On the other hand, fault-tolerant circuits are resistant to defects in the circuit. However, the area of ​​the conventional fault-tolerant circuit has been increased to secure fault-tolerant performance. This causes a problem in that the performance of fault-tolerant circuits is lower than that of general circuits. Therefore, in this paper, we propose a fault-tolerant multilayered three-input majority gate that solves the area problem, and compare and analyze it with the existing circuits. As a result of the comparative analysis, it can be confirmed that the improvement in area was achieved by at least 19.64% and at most 88.40%. This means that when designing other fault-tolerant circuits in the future, if the 3-input majority-voted gate proposed in this paper is used as a basic device, a significant improvement in performance can be achieved.

참고자료

· 없음