Fredkin-Gate
Das Fredkin-Gate ist eine von Edward Fredkin erfundene Schaltung, die für reversibles Computing verwendet wird. Input und Output bestehen aus drei Bits. Ist das erste Bit = 1, werden die anderen beiden Bits miteinander vertauscht; ist es = 0, findet kein Tausch statt.
| Eingänge | Ausgänge | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| C | I1 | I2 | C | O1 | O2 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
Eine wichtige Eigenschaft ist, dass das Fredkin-Gate „konservativ“ ist, das heißt, die Ausgabe hat gleich viele Einsen wie die Eingabe. Da es keinen Informationsverlust gibt, ist die Operation vollständig umkehrbar.
Logische Funktion mit Exklusiv-Oder- und AND-Gattern
O1 = I1 XOR S
O2 = I2 XOR S
mit S = (I1 XOR I2) AND C
Literatur
- Joachim Stolze, Dieter Suter: Quantum computing. A short course from theory to experiment. Wiley-VCH, Weinheim 2008, S. 33, ISBN 978-3-527-40787-3.
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