امولاتور كوانتومي مدار الكترونيكي مبتني بر FPGA

كارشناسي ارشد

مهندسي برق الكترونيك

تهران شمال

1401

تاريخ ثبت در تهران شمال يكشنبه 1402/5/8

صحافي شده ندارد

عليرضا زيرك

دانشگاه پيام نور مركز تهران شمال

هدف از اين پروژه آنست كه با مدل¬سازي چند مدار كوانتومي مختلف و نيز پياده¬سازي يك الگوريتم¬ كوانتومي شناخته شده توسط سخت¬افزار¬هاي پيشرفته قابل¬پيكربندي از جمله FPGA، رفتار برخي از الگوريتم¬هاي كوانتومي را تبيين نمود. بدين ترتيب مي¬توان با مقياس¬گذاري و معادل¬سازي بين مدارات كوانتومي و مدارات ديجيتال، يك امولاتور الگوريتم¬هاي كوانتومي را با كمك تراشه¬هاي پيشرفته SoC كه مشتمل بر FPGA و نيز پردازنده¬ سريع دو هسته¬اي ARM Cortex-A مي¬باشد پياده¬سازي نمود. در اين پروژه يك امولاتور مدار تبديل فوريه كوانتومي با استفاده از شبيه¬ساز VIVADOبر روي برد ZYNQ-7000 بصورت سخت¬افزاري شبيه¬سازي مي¬شود.مدار QFT بعلت نقشي كه در الگوريتم¬هاي مهم محاسبات كوانتومي از جمله الگوريتم شر ،يافتن فاز، محاسبه لگاريتم گسسته، دارد انتخاب شده است .در اين طرح بدليل ماهيت موازي محاسبات كوانتومي و و پياده¬سازي آن روي FPGA با استفاده از VIVADO Design Suite به فناوري پردازش موازي دست يافته¬ايم.نوآوري در اين طرح شبيه¬سازي Quantum TASK مي باشد كه در كم كردن منابع مصرفي و زمان اموليشن بدليل اجراي مدارها و گيت¬هاي مشترك در چند مدار وجلوگيري از مصرف منابع ديجيتال اضافي بدليل بكار رفتن گيت¬ها و مدارهاي تكراري مورد نظر است. در طول اين فعاليت پژوهشي، با استفاده از زبان توصيف سخت-افزاري VHDL در محيط VIVADO، مطالعات جامعي در رابطه با پياده¬سازي سيستم¬هاي پردازنده كوانتومي و گيت¬ها و مدارات مربوطه خواهد شد. پس از آن مناسبترين سخت¬افزار و تراشه¬هاي لازم بمنظور پياده¬سازي پروژه انتخاب شده و در نهايت مراحل مختلف طراحي و پياده¬سازي يك امولاتور پردازنده كوانتومي انجام خواهد شد.

72768