可逆计算

✍ dations ◷ 2025-06-08 17:10:56 #数字电子,计算模型

可逆计算(英语:Reversible Computing),是一种计算模型,它的计算过程是可逆的。在这种计算模型中,使用的能量很低,熵的增加会最小化,换句话说,它几乎不会产生额外的热。

在可逆计算模型中,转换函数的前一个状态,与下一个状态之间的关系,是一对一的反函数。因此,它的逻辑门,除了产生出我们想要的答案之外,还需要包含许多额外的位元,用以记忆运算的历史。最早提出可逆计算的先驱,是IBM的工程师罗夫·兰道尔(Rolf Landauer)。

对于可逆电路的实现,人们一般以逻辑门为模型研究可逆计算,并计算能量消耗,确定极限。例如,非门是可逆的,因为它的操作可以取消。异或门不可逆,因为它的输出无法明确一对一地映射回它的输入。不过,可控非门(CNOT),通过保存一个输入状态,成为异或门的可逆版本。具有三个输入端的可控非门称作 Toffoli 门。它保留了两个输入 a {\displaystyle a} b {\displaystyle b} ,而把第三个输入替换为 c ( a b ) {\displaystyle c\oplus (a\cdot b)} 。当 c = 1 {\displaystyle c=1} 时,其操作为与非门,而与非门是一种通用逻辑门。这样, Toffoli 门可以实现所有的可逆布尔函数。

相关

  • 副粘液病毒亚科副黏液病毒亚科(Paramyxovirinae),属于副黏液病毒科,包括:
  • 5’端帽5′端帽(Five-prime cap)是在真核生物中信使RNA(mRNA)的5′端经修改后形成的的双核苷酸端点。5′加帽的过程对建立成熟的mRNA作翻译非常重要。加帽确保了mRNA在蛋白质生物合成
  • 油价油价,也称原油价格,是一种石油现货交易时所使用的价值度量,是一桶标准原油(英语:Benchmark (crude oil))的价格。最主要的标准原油油价有:西得克萨斯中间基原油(WTI)、北海布兰特原油
  • 公共电话公共电话,又称公用电话,指的是提供给不特定多数人使用的电话。公共电话是公共服务的一种,只要付费无论是谁即可使用,近年来由于手机的普及,公共电话的数量已经明显减少。公共电话
  • 安德烈·巴比什安德烈·巴比什(捷克语:Andrej Babiš;1954年9月2日-)是捷克富豪和从政者。他是捷克政党“是的2011”的创建者和领导人。“是的2011”于2017年捷克立法选举赢得捷克众议院200席中
  • 国际象棋史《国际象棋史》(英语:),英国哈罗德·穆雷著作,由牛津大学出版社在1913年出版,是继托马斯·海德《东方局戏》后,象棋史的重要参考书。介绍象棋类游戏的缘起,国际象棋如何从恰图兰卡演
  • 小行星3646小行星3646(3646 Aduatiques)是一颗绕太阳运转的小行星,为主小行星带小行星。该小行星于1985年9月11日发现。小行星3646的轨道半长轴为2.7581507 UA,离心率为0.104。
  • 圣方济各沙勿略主教座堂 (班斯卡-比斯特里察)圣方济各沙勿略主教座堂(斯洛伐克语:Katedrála svätého Františka Xaverského,是班斯卡-比斯特里察教区的主教座堂(自1776年起),位于斯洛伐克城市班斯卡-比斯特里察的斯洛伐
  • 赞格祖尔《赞格祖尔》(Զանգեզուր),是一部1938年的亚美尼亚黑白电影,以1920年代的俄国内战为题材。《赞格祖尔》以1920年代的俄国内战为题材,讲述亚美尼亚革命联盟与布尔什维克武
  • 佛雷德·戴维斯佛雷德·戴维斯,OBE(Fred Davis,1913年8月14日-1998年4月16日),是一名英格兰职业斯诺克和英式台球运动员,是历史上仅有两位在两项赛制都赢得世界冠军的球员之一,另一位是他的哥哥乔