基于 DNA 的 Fredkin 门电路的扩展：使用 Fredkin 门设计可逆顺序电路

近年来，可逆逻辑已成为一种具有低功耗计算、量子计算、纳米技术、光子计算和 DNA 计算等应用前景的计算范式。经典的门，如 AND、OR 和 EXOR，均不可逆。最近的研究表明，可以将信息编码在 DNA 中并利用 DNA 放大实现 Fredkin 门。此前，人们已使用 DNA 构建 Fredkin 门，其输出可作为其他 Fredkin 门的输入。因此，可以得出结论，使用 DNA 可以构建任意的 Fredkin 门电路。本文提供了构建更复杂系统——可逆顺序电路并执行更复杂运算的初始阈值。本文的创新点在于使用 Fredkin 门设计可逆顺序电路。鉴于 Fredkin 门已实现 DNA 化，预计本工作将启动使用 DNA 构建复杂系统的进程。所设计的可逆电路在门数和垃圾输出方面高度优化。用于设计最优可逆顺序电路的模块化方法——即先合成小电路，再用于构建大型电路——被采用。