ارائه روشی برای سنتز بهینه مدارهای برگشت پذیر با بکارگیری الگوریتم های متاهیوریستیک

یک مدار منطقی برگشت پذیر، مداری است که از گیت های برگشت پذیر تشکیل شده است و میان ورودی و خروجی های آن یک تناظر یک به یک برقرار است. این ویژگی باعث می شود ورودی منحصر به فرد متناظر با هر خروجی، قابلیت بازیابی داشته باشد و اتلاف اطلاعات در این نوع مدارها اتفاق نیفتد. تاکنون تلاش های متعددی در زمینه ی سنتز خودکار مدارهای برگشت پذیر به خصوص به کمک روش های مهندسی دانش انجام شده است. در این پژوهش مساله ی سنتز خودکار مدارهای برگشت پذیر به صورت نوآورانه ای به یک مساله بهینه سازی چند معیاره مدلسازی شده و سپس یک روش جدید ترکیبی از الگوریتم های متاهیوریتسک ژنتیک و خفاش، برای حل این مساله بهینه سازی ارائه شد. در معماری روش پیشنهادی، مدارهای برگشت پذیر ابتدا به صورت کروموزوم در الگوریتم ژنتیک و مکان در الگوریتم خفاش کدگذاری می شوند. سپس با سازوکار اشتراک گذاری جمعیت میان دو الگوریتم، از مزایای جستجوی سراسری ژنتیک و جستجوی محلی دقیق الگوریتم خفاش به صورت مکمل بهره برداری می شود. روش پیشنهادی در مقایسه با هر یک از این الگوریتم ها نتایج بهتری به ویژه از نظر هزینه کوآنتومی و تاخیر دارد. برای مثال، در مدار مکمل-۲ هزینه کوآنتومی از ۲۵ و ۲۲ به ۱۹ و تاخیر از ۲۰ و ۱۴ به ۱۲ کاهش یافته است. همچنین در مدار تمام جمع کننده تعداد خروجی های زائد از ۱۸ به ۹ رسیده که نشان دهنده بهبود قابل توجه است.

کلیدواژه ها:

مدارهای برگشت پذیر ، بهینه سازی ، الگوریتم های متاهیوریستیک.