[논문 리뷰] A novel synthesis algorithm for reversible circuits

Mehdi Saeedi, Mehdi Sedighi외 1명|arXiv (Cornell University)|2007. 11. 05.

Quantum Computing Algorithms and Architecture참고 문헌 19인용 수 59

한 줄 요약

이 논문은 기존의 검색 기반 방법에 비해 훨씬 적은 합성 단계로 해결책을 보장하는 비검색 기반의 새로운 합성 알고리즘을 제안한다. 이 방법은 실험을 통해 문헌에 있는 벤치마크 회로에서 검증된 바와 같이 결정론적이며 효율적인 회로 생성을 보장한다.

ABSTRACT

In this paper, a new non-search based synthesis algorithm for reversible circuits is proposed. Compared with the widely used search-based methods, our algorithm is guaranteed to produce a result and can lead to a solution with much fewer steps. To evaluate the proposed method, several circuits taken from the literature are used. The experimental results corroborate the expected findings.

연구 동기 및 목표

• 복원 가능 회로 합성에서 검색 기반 방법의 비효율성과 예측 불가능성을 해결하기 위해.
• 체계적 검색에 의존하지 않고도 해결책을 보장하는 결정론적 알고리즘을 개발하기 위해.
• 복원 가능 논리 회로를 구현하기 위해 필요한 합성 단계의 수를 최소화하기 위해.
• 기존 히우리스틱 또는 검색 기반 접근 방식에 대한 확장 가능하고 예측 가능한 대안을 제공하기 위해.

제안 방법

• 알고리즘은 주어진 논리 함수로부터 복원 가능 회로를 체계적으로 구성하는 비검색 기반 접근 방식을 사용한다.
• 기본적인 복원 가능 게이트의 순서를 적용하여 입력 함수를 표준 형식으로 변환한다.
• 고정된 변환 전략에 의존함으로써 백트래킹과 포괄적 탐색을 피한다.
• 정확성과 종료 보장을 보장하기 위해 사전 정의된 규칙 세트에 의해 합성 과정이 이끌린다.
• 최적의 게이트 순서를 우선시함으로써 게이트 수와 회로 깊이를 최소화하도록 알고리즘을 설계한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비검색 기반 방법이 복원 가능 회로의 신뢰성 있고 효율적인 합성에 성공할 수 있는가?
• RQ2 제안된 방법과 검색 기반 접근 방식 간의 합성 단계 수는 어떻게 비교되는가?
• RQ3 제안된 알고리즘이 주어진 모든 복원 가능 함수에 대해 해결책을 보장하는가?
• RQ4 알고리즘이 벤치마크 회로에서 회로 깊이와 게이트 수에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 제안된 알고리즘은 어떤 복원 가능 회로에 대해서도 해결책을 보장하여 비종료 위험을 제거한다.
• 검색 기반 대안 대비 훨씬 적은 합성 단계로 회로를 생성한다.
• 문헌에 있는 벤치마크에서의 실험 결과는 알고리즘의 효율성과 효과성을 확인한다.
• 기존 방법에 비해 게이트 수와 회로 깊이 모두 감소시킨다.