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量子論理及びEXOR論理に基づく論理回路の厳密な最小化に関する研究

Research Project

Project/Area Number 16700044
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Computer system/Network
Research InstitutionIwate University

Principal Investigator

平山 貴司  岩手大学, 工学部, 講師 (30316509)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords量子論理回路 / AND-EXOR論理回路 / AND-EXOR論理式 / 論理最小化アルゴリズム / ESOP
Research Abstract

本研究は、AND-EXOR論理式(ESOPとも呼ばれる)の最小化アルゴリズムを開発して、AND-EXOR論理回路及びf-C-NOT回路なる量子論理回路の厳密な最小形を求めようとするものである。これは、f-C-NOT回路の段数最小化問題が、AND-EXOR論理式の積項数最小化問題に帰着できるという性質の応用である。
平成17年度は、最小化アルゴリズムの改良と、f-C-NOT回路(AND-EXOR論理式)の厳密な最小解の計算を行った。
最小化アルゴリズムにおいて、最もメモリと計算時間を消費する部分は、解の探索手続きである。そのため、探索手続きの改良により、アルゴリズムの効率を上げることに取り組んだ。メモリ消費を減らす方法として、再帰呼び出しにより行っていた探索の一部を、繰り返しで行うように変更した。これにより、再帰呼び出しのスタックに使われるメモリ消費を削減することができた。計算時間を減らす方法として、探索の順序を変更した。探索の順序として、深さ優先探索、幅優先探索、最適解優先探索を実験したところ、最適解優先探索が多くの実用関数について計算時間が少ないことが確認された。これらの手法の開発により、最小化アルゴリズムの効率を上げることができた。
改良された最小化アルゴリズムを、前年度及び今年度に購入した計算用PC上に実装し、なるべく多くの実用関数についてf-C-NOT回路(AND-EXOR論理式)の厳密な最小解を計算することに挑戦した。その結果、これまで最小解が知られていなかったt481などの実用関数について、初めて最小解を得ることに成功した。これらの成果を国際会議DELTA2006にて報告した。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (5 results)

  • [Journal Article] Efficient search methods for obtaining exact minimum AND-EXOR expressions2006

    • Author(s)
      T.Hirayama, Y.Nishitani
    • Journal Title

      Proc.of 3rd IEEE International Workshop on Electronic Design, Test and Applications, Kuala Lumpur, Malaysia

      Pages: 137-142

    • Related Report
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  • [Journal Article] 二重固定極性リードマラー論理式の簡単化2006

    • Author(s)
      梁春青, 平山貴司, 西谷泰昭
    • Journal Title

      平成17年度第3回情報処理学会東北支部研究会

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  • [Journal Article] 拡張積項に基づいたESOP簡単化アルゴリズム2005

    • Author(s)
      高橋正敏, 平山貴司, 西谷泰昭
    • Journal Title

      平成16年度第3回情報処理学会東北支部研究会 (資料番号)

    • Related Report
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  • [Journal Article] テスト容易なESOP回路とそのテスト集合2005

    • Author(s)
      新屋敷修平, 平山貴司, 西谷泰昭
    • Journal Title

      平成16年度第3回情報処理学会東北支部研究会 (資料番号)

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  • [Journal Article] New three-level boolian expression based on EXOR gates2004

    • Author(s)
      R.Ishikawa, T.Hirayama, G.Koda., K.Shimizu
    • Journal Title

      IEICE Trans.Information and Systems E87-D,5

      Pages: 1224-1222

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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