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Fredkin和Toffoli门在Belousov-Zhabotinsky介质的oregonator模型中实现。 (英语) Zbl 1360.81109号

概述:薄层Belousov-Zhabotinsky(BZ)介质是一种强大的计算设备,能够实现逻辑电路、内存、图像处理器、机器人控制器和神经形态结构。我们设计了可逆逻辑门——Fredkin门和Toffoli门——在带有亚激发结的BZ可激发通道介质网络中。BZ介质激发性的局部控制是闸门设计的一个重要特征。可激发薄层BZ介质用全向目标或螺旋激励波响应局部扰动。亚激发BZ介质通过产生类似于耗散孤子的行波局域激发波碎片来响应非对称扰动。我们利用激励波碎片之间的相互作用来进行计算。我们将波碎片解释为布尔变量的值。在电路的给定位置存在波碎片代表逻辑真理,而没有波碎片则代表逻辑错误。Fredkin门由10个可兴奋通道组成,在11个交叉点相交,其中8个为亚兴奋通道。Toffoli门由六个交叉的可激发通道组成,其中四个为亚激发通道。使用二元Oregonator方程的数值积分验证了闸门的设计。

MSC公司:

81页68 量子计算
35B25型 偏微分方程背景下的奇异摄动
92C40型 生物化学、分子生物学
06E30年 布尔函数
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