طراحی و پیاده سازی گیت هایNOT ، AND و XOR برگشت پذیر در سیستم های مبتنی بر نانو تکنولوژی

در فناوری نانو و محاسبات کوانتومی مدرن، منطق برگشت پذیر نقش مهمی ایفا می کند زیرا در گیت های برگشت پذیر به دلیل پاک کردن عملیات بیتی می توان از اتلاف توان جلوگیری کرد، در این مقاله ضمن معرفی گیت های برگشت پذیر متداول، چگونگی پیاده سازی گیت های NOT، AND و XOR با بکارگیری گیت های برگشت پذیر بررسی و استفاده از ترانزیستورهای اثر میدان نانولوله کربنی جهت پیاده سازی گیت های برگشت پذیر در سطح مداری باهدف غلبه بر مشکلات ناشی از کاهش ابعاد در تکنولوژی CMOS پیشنهاد می شود، نتایج شبیه سازی بیانگر این است که اگر با ولتاژ تغذیه 5/0 ولت، برای ایجاد یک گیت NOT از گیت برگشت پذیر Feynman استفاده شود، متوسط توان مصرفی 20/97% و با استفاده از گیت برگشت پذیر Fredkin، 99/99% کاهش داده شده می شود. برای گیت AND نیز اگر از گیت های برگشت پذیر Fredkin، Peres و Toffoli استفاده شود، مقدار متوسط توان مصرفی با ولتاژ تغذیه 9/0 به ترتیب 45/98%، 87/90% و 04/89% کاهش می یابد، همچنین اگر از خروجی Q گیت های برگشت پذیر Feynman و Peres به عنوان گیت XOR برای دو ورودی استفاده شود، با ولتاژ تغذیه 5/0 ولت مقدار متوسط توان مصرفی به ترتیب، 97/99% و 78/99% کاهش داده می شود، برای شبیه سازی مدارها نیز از کتابخانه ترانزیستور CNTFET در نرم افزار Hspice استفاده شده است.