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互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）技術(shù)具有光刻效率高、溝道效應(yīng)小、功耗高等缺點(diǎn)，不能繼續(xù)沿用Morrie定律來(lái)增加單個(gè)地磅無(wú)線遙控器芯片的器件數(shù)量。

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所有這些缺點(diǎn)促使科學(xué)家們思考能夠在納米尺度上工作的替代技術(shù)，例如單電子晶體管（SET）[1]、[2]、碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管（CNFET）[3]、鰭場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET）[4]、[5]和量子點(diǎn)元胞自動(dòng)機(jī)（QCA）。QCA是Lent等人提出的。QCA可以通過(guò)電子位置而不是CMOS中的電壓電平提供二進(jìn)制值。QCA中的基本元素是一個(gè)正方形單元。每個(gè)細(xì)胞包含四個(gè)由兩個(gè)電子注入的點(diǎn)。根據(jù)電子排斥原理，電子可以在點(diǎn)之間穿行。電路復(fù)雜度是數(shù)字系統(tǒng)，特別是QCA中的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。許多組合地磅無(wú)線遙控器電路和時(shí)序電路都是用QCA技術(shù)重新設(shè)計(jì)的[7]-[13]。鑒于比較器在微控制器和中央處理器（CPU）中的重要性，因此提出了不同的QCA結(jié)構(gòu)[14]-[18]。
提出了一種基于新型地磅無(wú)線遙控器XNOR結(jié)構(gòu)的QCA技術(shù)的單比特比較器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。QCADesigner工具[19]與模擬環(huán)境的默認(rèn)參數(shù)一起使用，以驗(yàn)證所提出的結(jié)構(gòu)和電路。
2預(yù)備工作
2.1 QCA基礎(chǔ)
在基于QCA的設(shè)計(jì)中，QCA單元是最基本的單元。每個(gè)細(xì)胞呈正方形，包含四個(gè)注入兩個(gè)電子的量子點(diǎn)。這兩個(gè)電子可以在點(diǎn)之間移動(dòng)，并且由于哥倫布相互作用和驅(qū)動(dòng)電池[16]，[20]的不同而定位于對(duì)角線位置。在圖1中示出了單元的兩種布置。細(xì)胞極化（P）表示P=+1處的二進(jìn)制1和P=–1處的二進(jìn)制0，其由（1）[21]計(jì)算：
其中π表示點(diǎn)i中電子的存在，0或1。注意，當(dāng)點(diǎn)有一個(gè)電子p=1時(shí)，其他地方p=0。所有的邏輯功能和QCA線都可以通過(guò)排列單元陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)[22]。
2.2 QCA線
為了將輸入值傳送到輸出端，需要由QCA單元組成的QCA線。由于電子之間的哥倫布相互作用，極化從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞[23]。如圖2所示，QCA導(dǎo)線有兩種配置，正常和旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)同一地磅無(wú)線遙控器電路層中的導(dǎo)線交叉。單層跨線采用時(shí)鐘控制，與[24]相同。

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