Conception d’une unité arithmétique et logique d’un ordinateur quantique utilisant des circuits et des portes logiques quantiques.

Abstract

Un ordinateur quantique repose sur des principes quantiques pour effectuer des calculs, exploitant les propriétés uniques des particules quantiques appelées qubits. L'unité arithmétique et logique (UAL) quantique est un composant essentiel de ces systèmes, responsable de l'exécution d'opérations arithmétiques et logiques sur les qubitsL’objectif principal de ce travail concentre sur la conception d'une unité arithmétique et logique (UAL) pour les ordinateurs quantiques, en utilisant des circuits et des portes logiques quantiques. Cette UAL capable de réaliser des opérations arithmétiques et logiques essentielles.Nous commençons par explorer les concepts fondamentaux des qubits et des portes logiques quantiques, telles que les portes Hadamard, CNOT et Toffoli …etc. ainsi que leur rôle dans la construction des circuits quantiques.Nous avons conçu un circuit d'unité arithmétique et logique quantique, puis nous avons comparé le circuit proposé aux conceptions précédentes en termes de coût quantique (QC), de délai quantique (QD) et de nombre d'opérations produites par le circuit. Le circuit proposé a montré sa supériorité sur son homologue, notamment dans le paramètre d'évaluation "délai quantique (QD)".Pour valider nos conceptions, nous utilisons Qiskit, une bibliothèque open-source développée par IBM Quantum, pour simuler et évaluer les performances de nos circuits.Les résultats de nos simulations montrent que notre UAL quantique peut réaliser des opérations avec précision et efficacité.