[发明专利]用于纳米量子元胞自动机电路的二维时钟结构及其设计方法

权利要求书

1.一种用于量子元胞自动机电路的二维时钟结构，其特征是由下至上依次为时钟金属线布局层(200)、量子元胞自动机元胞布局层(300)和金属薄片层(400)；

所述时钟金属线布局层(200)包含四类时钟金属线，分别为第I类时钟金属线(201)、第II类时钟金属线(202)、第III类时钟金属线(203)和第IV类时钟金属线(204)；

所述时钟金属线布局层(200)中的四类时钟金属线是以所述第I类时钟金属线(201)、第III类时钟金属线(203)、第II类时钟金属线(202)、第IV时钟金属线(204)的顺序为一组并列设置，且每一组中的四类时钟金属线为等距离平行排列；

设置一时钟信号源(100)并输出4路时钟信号，分别为第一时钟、第二时钟、第三时钟和第四时钟，并作为所述量子元胞自动机电路的外部时钟源；

所述时钟金属线布局层(200)中所有第I类时钟金属线(201)与所述第一时钟连接、所述时钟金属线布局层(200)中所有第II类时钟金属线(202)与所述第二时钟连接、所述时钟金属线布局层(200)中所有第III类时钟金属线(203)与所述第三时钟连接、所述时钟金属线布局层(200)中所有第IV类时钟金属线(204)与所述第四时钟连接；

所述四类时钟金属线涂有绝缘层，且在所述四类时钟金属线上，每间隔4L的距离引出一根引线，且引线的顶点为导电体；

所述量子元胞自动机元胞布局层(300)中包含四类时钟区域，分别为第I类时钟区域(301)、第II类时钟区域(302)、第III类时钟区域(303)和第IV类时钟区域(304)；且每类时钟区域的面积为2L×L；其中，2L为每类时钟区域的长，L为每类时钟区域的宽；所述量子元胞自动机元胞布局层(300)中每类时钟区域的中心点和所述时钟金属线布局层(200)层中所有引线的顶点处于一条直线上；

根据所设计的量子元胞自动机电路的版图，在每类时钟区域内设置相应的量子元胞布局，从而形成量子元胞自动机电路；

以所述第I类时钟区域(301)和第III类时钟区域(303)为奇数组，以所述第II类时钟区域(302)和第IV类时钟区域(304)为偶数组，每一个奇数组或偶数组内的两类时钟区域均是以宽为并列边交替排列而成；相邻奇数组和偶数组之间是以长为并列边交替排列而成，且所述偶数组的第一个时钟区域与所述奇数组的第一个时钟区域的并列边之间错位距离为L；相邻奇数组之间和相邻偶数组之间的第一个时钟区域为交替排列；

所述金属薄片层(400)覆盖在所述量子元胞自动机元胞布局层(300)上，并与所述时钟金属线布局层(200)中的四类时钟金属线产生不同强度的场强，从而控制所述量子元胞自动机元胞布局层(300)中四类时钟区域。

2.一种用于纳米量子元胞自动机电路的二维时钟结构的设计方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、设置包含四类时钟金属线的时钟金属线布局层(200)；所四类时钟金属线分别为第I类时钟金属线(201)、第II类时钟金属线(202)、第III类时钟金属线(203)和第IV类时钟金属线(204)；

步骤2、令所述四类时钟金属线是以所述第I类时钟金属线(201)、第III类时钟金属线(203)、第II类时钟金属线(202)、第IV时钟金属线(204)的顺序为一组并列设置，且每一组中的四类时钟金属线为等距离平行排列；

步骤3、设置包含4路时钟信号的时钟信号源(100)，并作为所述量子元胞自动机电路的外部时钟源；所述4路时钟信号分别为第一时钟、第二时钟、第三时钟和第四时钟；

步骤4、将所述时钟金属线布局层(200)中所有第I类时钟金属线(201)与所述第一时钟连接、将所述时钟金属线布局层(200)中所有第II类时钟金属线(202)与所述第二时钟连接、将所述时钟金属线布局层(200)中所有第III类时钟金属线(203)与所述第三时钟连接、将所述时钟金属线布局层(200)中所有第IV类时钟金属线(204)与所述第四时钟连接；

步骤5、在所述四类时钟金属线涂有绝缘层，且在所述四类时钟金属线上，每间隔4L的距离引出一根引线，且引线的顶点为导电体；

步骤6、将所述时钟金属线布局层(200)层中所有引线的顶点和所述量子元胞自动机元胞布局层(300)中每类时钟区域的中心点处于一条直线上；

步骤7、在所述所述时钟金属线布局层(200)的上层设置包含四类时钟区域的量子元胞自动机元胞布局层(300)；所述四类时钟区域分别为第I类时钟区域(301)、第II类时钟区域(302)、第III类时钟区域(303)和第IV类时钟区域(304)；令每类时钟区域的面积为2L×L；其中，2L为每类时钟区域的长，L为每类时钟区域的宽；

步骤8、令所述量子元胞自动机元胞布局层(300)中每类时钟区域的中心点和所述时钟金属线布局层(200)层中所有引线的顶点处于一条直线上；

步骤9、根据所设计的量子元胞自动机电路的版图，在每类时钟区域内设置相应的量子元胞布局，从而形成量子元胞自动机电路；

步骤10、以所述第I类时钟区域(301)和第III类时钟区域(303)为奇数组，以所述第II类时钟区域(302)和第IV类时钟区域(304)为偶数组，令每一个奇数组或偶数组内的两类时钟区域均是以宽为并列边交替排列而成；

步骤11、令相邻奇数组和偶数组之间是以长为并列边交替排列而成，且所述偶数组的第一个时钟区域与所述奇数组的第一个时钟区域的并列边之间错位距离为L；

步骤12、令相邻奇数组之间和相邻偶数组之间的第一个时钟区域为交替排列；

步骤13、在所述量子元胞自动机元胞布局层(300)上覆盖有金属薄片层(400)；所述金属薄片层(400)与所述时钟金属线布局层(200)中的四类时钟金属线产生不同强度的场强，从而控制所述量子元胞自动机元胞布局层(300)中四类时钟区域。