បញ្ហា (The Problem)៖ ការរចនាសៀគ្វីបញ្ច្រាស (Reversible circuits) និងកង់ទិច (Quantum circuits) សម្រាប់ឯកតាតក្កវិជ្ជាលេខនព្វន្ធ (ALUs) ជាធម្មតាត្រូវការចំនួនច្រកសៀគ្វីច្រើន និងមានតម្លៃកង់ទិចខ្ពស់ ដែលធ្វើឱ្យខាតបង់ថាមពល និងកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាពកុំព្យូទ័រ។
វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានស្នើឡើងនូវវិធីសាស្ត្រថ្មីក្នុងការរចនាមុខងារ និងក្បួនដោះស្រាយ ដើម្បីបង្រួមទំហំសៀគ្វីឱ្យនៅតូចបំផុត។
លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖
| វិធីសាស្ត្រ (Method) | គុណសម្បត្តិ (Pros) | គុណវិបត្តិ (Cons) | លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result) |
|---|---|---|---|
| Proposed Minimization Algorithm (OA + Output Permutation) ក្បួនដោះស្រាយបង្រួមអប្បបរមាដែលបានស្នើឡើង (ការកំណត់ប្រតិបត្តិការ និងការផ្លាស់ប្តូរលទ្ធផល) |
កាត់បន្ថយចំនួនច្រកសៀគ្វី (Gate count) និងតម្លៃកង់ទិច (Quantum Cost) បានយ៉ាងច្រើនអតិបរមា និងមានលំនឹងល្អ។ | ទាមទារអង្គចងចាំ (RAM) ធំ និងប្រើប្រាស់បានតែលើសៀគ្វីខ្នាតតូច (4-bit ទៅ 5-bit) ដោយសារការប្រើប្រាស់ក្បួនរុករកទិន្នន័យទាំងស្រុង (Exhaustive enumeration) ក្នុងតារាង Hash។ | កាត់បន្ថយច្រកសៀគ្វី Gupta's-LU ពី ១៨ មក ៣ និងតម្លៃកង់ទិចពី ១១៤ មកត្រឹម ១៥ (កាត់បន្ថយជាង ៨៥%)។ |
| Standard Cascading Synthesis (Baseline Gupta's-LU & Mini-ALU) ការសំយោគតម្រៀបច្រកសៀគ្វីតាមស្តង់ដារ (Gupta's-LU និង Mini-ALU ដែលមានស្រាប់) |
ងាយស្រួលក្នុងការរចនា និងមិនសូវទាមទារកម្លាំងម៉ាស៊ីនកុំព្យូទ័រខ្ពស់ក្នុងការគណនាការសំយោគសៀគ្វី។ | ត្រូវការចំនួនច្រកសៀគ្វីច្រើន បង្កើតទិន្នន័យកាកសំណល់ (Garbage outputs) ច្រើន និងស៊ីថាមពលកង់ទិច (Quantum cost) ខ្ពស់ ដែលធ្វើឱ្យខាតបង់ថាមពល។ | ម៉ូដែល Gupta's-LU ដើមប្រើច្រកសៀគ្វី ១៨ និងមានតម្លៃកង់ទិច ១១៤ ចំណែក Mini-ALU ប្រើច្រក ៦ និងមានតម្លៃកង់ទិច ៦២។ |
| Existing Full Adder/Subtractor (Various Gate Libraries) ការរចនាសៀគ្វីបូក/ដកចាស់ៗ (ប្រើប្រាស់បណ្ណាល័យច្រកសៀគ្វីចម្រុះ) |
អាចសម្រេចបានចំនួនច្រកសៀគ្វីតិចតួច (៣ ទៅ ៤ ច្រក) ដោយប្រើប្រាស់បណ្ណាល័យចម្រុះរួមគ្នា (ដូចជា Fredkin, Peres និង TR gates)។ | មិនបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវរចនាសម្ព័ន្ធកង់ទិចទាំងស្រុងនោះទេ ដោយបណ្តាលឱ្យមានតម្លៃកង់ទិចសរុបខ្ពស់ជាងបើធៀបនឹងការប្រើតែ MCT library ដែលបានស្នើឡើង។ | មានតម្លៃកង់ទិចចន្លោះពី ៩ ទៅ ២១ ខណៈពេលដែលប្រព័ន្ធថ្មីមានត្រឹមតែ ៨ ប៉ុណ្ណោះ។ |
ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារកម្លាំងម៉ាស៊ីនកុំព្យូទ័រមធ្យមទៅខ្ពស់ ជាពិសេសទំហំអង្គចងចាំ (RAM) ធំ ដើម្បីដំណើរការក្បួនដោះស្រាយការរុករកកម្រិតជ្រៅ (Exhaustive Search) សម្រាប់បង្កើតតារាងគណនាសៀគ្វី។
ការសិក្សានេះគឺជាការស្រាវជ្រាវបែបទ្រឹស្តី និងការក្លែងធ្វើ (Simulation) ផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រកុំព្យូទ័រ ដែលធ្វើឡើងនៅសាកលវិទ្យាល័យ Iwate ប្រទេសជប៉ុន ដោយមិនពឹងផ្អែកលើទិន្នន័យប្រជាសាស្ត្រណាមួយឡើយ។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ការស្រាវជ្រាវនេះមិនរងឥទ្ធិពលពីគម្លាតទិន្នន័យសង្គមទេ ប៉ុន្តែវាពាក់ព័ន្ធជាចម្បងទៅលើការអភិវឌ្ឍសមត្ថភាពផ្នែកវិស្វកម្មកុំព្យូទ័រ និងបច្ចេកវិទ្យាជំនាន់ថ្មី។
វិធីសាស្ត្រនេះមានសក្តានុពលសម្រាប់វិស័យអប់រំជាន់ខ្ពស់ និងការស្រាវជ្រាវផ្នែកផ្នែករឹងកុំព្យូទ័រ (Hardware Engineering) នៅកម្ពុជា ដើម្បីត្រៀមខ្លួនសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យានាពេលអនាគត។
សរុបមក ទោះបីជាបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រកង់ទិចជារឿងថ្មីស្រឡាងសម្រាប់កម្ពុជាក៏ដោយ ការចាប់ផ្តើមសិក្សាពីបច្ចេកទេសកាត់បន្ថយច្រកសៀគ្វីទាំងនេះ គឺជាការត្រួសត្រាយផ្លូវដ៏សំខាន់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍធនធានមនុស្សកម្រិតខ្ពស់ផ្នែកវិស្វកម្ម។
ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖
| ពាក្យបច្ចេកទេស | ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) | និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition) |
|---|---|---|
| Reversible logic | ប្រព័ន្ធតក្កវិជ្ជាដែលដំណើរការដោយមិនមានការបាត់បង់ទិន្នន័យ ពោលគឺចំនួនបញ្ចូល (inputs) និងលទ្ធផលបញ្ចេញ (outputs) មានចំនួនស្មើគ្នា ហើយយើងអាចទាញយកទិន្នន័យដើមមកវិញបាន១០០ភាគរយពីលទ្ធផលបញ្ចេញ ដែលជួយកាត់បន្ថយការខាតបង់ថាមពលកម្តៅ។ | ដូចជាការគិតលេខដែលយើងអាចដឹងប្រវត្តិដើមវិញបានជានិច្ច ឧទាហរណ៍ ៥-២=៣ នោះយើងអាចយក ៣ បូក ២ ស្មើ ៥ វិញ គឺគ្មានទិន្នន័យណាត្រូវលុបចោលឡើយ។ |
| Quantum Cost | ជារង្វាស់ដែលប្រើដើម្បីវាយតម្លៃភាពស្មុគស្មាញ និងទំហំនៃសៀគ្វីកង់ទិច (Quantum Circuit) ដោយរាប់ចំនួនច្រកសៀគ្វីកង់ទិចមូលដ្ឋាន (Elementary quantum gates) ដែលត្រូវការដើម្បីបង្កើតសៀគ្វីនោះ។ តម្លៃវាកាន់តែតូច សៀគ្វីកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ | ដូចជាចំនួនកម្លាំងពលកម្ម (ឬចំនួនឥដ្ឋ) ដែលត្រូវការដើម្បីសាងសង់ផ្ទះមួយអញ្ចឹង បើយើងប្រើកាន់តែតិចដើម្បីសង់ផ្ទះដដែល នោះមានន័យថាការចំណាយគឺទាប ហើយមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ |
| Multiple-control Toffoli (MCT) gate | ជាប្រភេទច្រកសៀគ្វីបញ្ច្រាស (Reversible Gate) មួយប្រភេទដែលមានខ្សែបញ្ជា (Control lines) ច្រើន និងខ្សែគោលដៅ (Target line) មួយ។ វាធ្វើការប្តូរតម្លៃខ្សែគោលដៅតែនៅពេលណាខ្សែបញ្ជាទាំងអស់មានតម្លៃស្មើ ១ ប៉ុណ្ណោះ។ | ដូចជាទ្វារបន្ទប់និរភ័យមួយ ដែលទាមទារឱ្យមនុស្សច្រើននាក់យកកូនសោររបស់ពួកគេមកចាក់ព្រមគ្នា (Control lines) ទើបអាចបើកទ្វារធំ (Target line) នោះបាន។ |
| Arithmetic Logic Unit | ជាផ្នែកមួយដ៏សំខាន់របស់អង្គគណនា (CPU) ក្នុងកុំព្យូទ័រ ដែលទទួលខុសត្រូវរាល់ការគណនាលេខនព្វន្ធ (បូក ដក គុណ ចែក) និងប្រតិបត្តិការតក្កវិជ្ជា (AND, OR, NOT) ផ្សេងៗទាំងអស់។ | ដូចជាខួរក្បាលគណិតវិទ្យារបស់កុំព្យូទ័រ ដែលចាំស៊ីគិតលេខ និងសម្រេចចិត្តរាល់ការគណនាស៊ីជម្រៅ។ |
| Garbage outputs | ជាទិន្នន័យបញ្ចេញបន្ថែម (Extra outputs) ដែលត្រូវបានគេបង្កើតឡើងក្នុងសៀគ្វីបញ្ច្រាសគ្រាន់តែដើម្បីរក្សាឱ្យចំនួនធាតុបញ្ចូលនិងបញ្ចេញស្មើគ្នា (រក្សាលក្ខណៈបកក្រោយបាន) ប៉ុន្តែវាគ្មានប្រយោជន៍សម្រាប់ការគណនាបន្តបន្ទាប់ទៀតទេ។ | ដូចជាកម្ទេចឈើដែលសល់ពីការកាត់ឈើធ្វើតុអញ្ចឹង វាជារបស់ដែលតែងតែកើតមានពេលបញ្ចបការងារ តែយើងមិនយកវាទៅប្រើការបន្តទៀតទេ។ |
| Operation Assignment | ជាបច្ចេកទេសប្ដូរការចាត់តាំងលេខកូដបញ្ជា (Selector bits) ទៅកាន់ប្រតិបត្តិការនីមួយៗក្នុងតារាងទិន្នន័យពិត (Truth table) ដើម្បីស្វែងរកទម្រង់ណាមួយដែលធ្វើឱ្យការរចនាសៀគ្វីនោះមានទំហំតូច និងសន្សំសំចៃបំផុត។ | ដូចជាការសាកល្បងផ្លាស់ប្តូរមុខតំណែងបុគ្គលិកក្នុងក្រុមហ៊ុនសាចុះសាឡើង រហូតរកឃើញការរៀបចំមួយដែលធ្វើឱ្យការងារដើរលឿននិងចំណាយលុយតិចបំផុត។ |
| Qubit | ជាឯកតាមូលដ្ឋាននៃព័ត៌មាននៅក្នុងកុំព្យូទ័រកង់ទិច (Quantum computing)។ ខុសពី Bit ធម្មតាដែលមានតម្លៃត្រឹម ០ ឬ ១ ដាច់ស្រឡះពីគ្នា នោះ Qubit អាចស្ថិតក្នុងស្ថានភាពទាំង ០ និង ១ ក្នុងពេលតែមួយ (បាតុភូត Superposition)។ | ដូចជាកាក់ដែលកំពុងវិលនៅលើតុ ដែលយើងមិនទាន់ដឹងច្បាស់ថាវាចេញក្បាល ឬកន្ទុយ រហូតទាល់តែយើងយកដៃទៅសង្កត់វាឱ្យឈប់ទើបដឹងលទ្ធផល។ |
អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖
ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖
