Reversible computing ilk olarak 1980 yıllarda ortaya atılmış fakat araştırma ve üretim maliyetleri yüksek bulundugu için yerine günümüz işlemcilerininde kullanılan tek yönlü Mantıksal kapılar kullanılması tercıh edilmiştir. Artık donanımda fiziksel üst limitlere ulaşılıdığı bu noktada daha az enerjiye ihtiyaç duyanve daha az ısı yayan Reversible Gates devreleri araştırmalarına hız verilmiştir.Dolayısıyla daha az enerjiye gereksinim duyan super bilgisayarlar yapılmasına olanak saglamaktadır.

Bu konuda   yaygın olarak kullanılan iki farklı devre vardır . Toffoli’s Gate ve Fredkin’s Gate;

Toffoli Gate’de devreye giren girdilerin (input) sayısı ile çıktı (output ) aynı sayıdadır. Üç girişli bir Toffoli devresini göz önüne alırsak üçüncü pin birinci ve ikinci pinler tarafından kontrol edilir.  1. ve 2. pin dogru (true) olması halinde 3. pin degeri ters çevirilerek çıktıya gönderilir.Aksi takdirde pin degeri degiştirilmeden çıktıya gönderilir.

Figure 1

a b c       x y z
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 0 1
1 1 0       1 1 1
1 1 1       1 1 0
Fredkin's Gate:  Bu devrelerde 1 . pin girdisi ilk olarak gönderilir 2. ve 3.  pin lerdeki  bilgiler 1. pin girdisine göre kaydirilarak  gönderilir yada dogrudan çıktıya gönderilir.

Dogrulama  tablosu aşşağıdakı gibidir.

Figure 2
a b c    x y z
0 0 0   0 0 0
0 0 1   0 1 0
0 1 0   0 0 1
0 1 1   0 1 1
1 0 0   1 0 0
1 0 1   1 0 1
1 1 0   1 1 0
1 1 1   1 1 1

Fredkin’s Gate fonsiyonları şu sekilde ifade edilebilir.

X = a
Y = if a then c else b
Z = if a then b else c

Bütün mantıksal işlemler 3x3 Fredkin’s gate kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Figure 3



         Figure 4




 

Figure 3

Figure 5

Figure 6

NOT:Resimler izin alinarak kullanilmistir.

Tags: fredkin, logic gates, reversible computing, toffoli