اتوماتای سلولی کوانتومی (QCA)، یک فناوری نوظهور در عرصه نانوفناوری می باشد. بدلیل ویژگی هایی نظیر مصرف توان اندک، ابعاد نانو و سرعت بالا، رمزنگاری یکی از کاربردهای جذاب این فناوری می باشد. الگوریتم رمزنگاری ابتدایی برای GSM، الگوریتم رمزنگاری A5/1 بود. پیاده سازی الگوریتم رمزنگاری رشته ای A5/1 در فناوری اتوماتای سلولی کوانتومی، در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی از نرم افزار QCADesigner بدست آمده اند.

1اتوماتای سلولی کوانتومی یک تکنولوژی جدید جهت پیاده سازی گیت های منطقی و مدارهای دیجیتال در مقیاس نانو است. با کاهش ابعاد قطعات، حساسیت مدار بیشتر شده و مدارهای کوانتومی نسبت به عوامل نامساعد محیط آسیب پذیرتر هستند. با توجه به اهمیت طراحی مدارات تحمل پذیر اشکال، در این مقاله به ارائه یک گیت اکثریت پنج ورودی با ویژگی تحمل پذیری اشکال در تکنولوژی اتوماتای سلولی کوانتومی می پردازیم و تمام اشکال های ممکن در پروسه جایگذاری سلول ها در مکان های خاصی در روی سطح را مورد ارزیابی قرار می دهیم. این اشکال ها شامل جابجایی، حذف، چرخش و سلول اضافه می باشند. در گام نخست به گیت مورد بررسی چهار نوع اشکال ذکر شده اعمال گردیده و در گام بعدی صحت عملکرد مدار با موتور شبیه ساز QCADesigner مورد ارزیابی قرار داده می شود . برای یافتن چنین گیت اکثریتی روش های مختلفی از جمله روش افزودن سلول (که همان تزریق افزونگی به مدار است) و روش چینش خاص سلول ها مورد آزمایش قرار می گیرد. سعی بر این است که طرحی یافت شود که حتی الامکان تنها باچینش خاص سلول ها توانایی مقاومت در برابر نقص های احتمالی را داشته باشد به گونه ای که حداقل سربار به مدار جهت تحمل پذیری اشکال تحمیل شود . نتایج نشان می دهد که گیت اکثریت معرفی شده در مقایسه با موارد مشابه از برتری قابل توجهی برخوردار است.

دارهای دیجیتالی که در ابعاد میکرو و یا نانو طراحی شده اند در اثر برخورد یک ذره باردار و در حین عملکرد صحیح، ناگهان دچار تغییر وضعیت شده و این امر باعث اغتشاش در عملکرد مدار و بوجود آمدن خطا در مدار خواهد شد. این ذرات در محیطهای خشن الکتریکی، میتوانند عملکردهای متفاوتی را بر روی مدار ایجاد نمایند که برحسب عملکرد و نوع مدار، این تغییرات میتواند گذرا یا دایمی بوده که هرچه ابعاد مدار کمتر باشد حساسیت مدار نسبت به تاثیر ذرات باردار، بیشتر خواهد شد. امروزه در مدارهایی با ابعاد نانو معمولا از تکنولوژی خاصی در حین طراحی و ساخت مدار، برای مقاوم سازی و ایجاد مصونیت از تغییرات ناگهانی در محیطهای خشن استفاده میشود. اتوماتای سلولی کوانتومی بدلیل کاهش چشمگیر در توان مصرفی و ابعاد مدار، امروزه جایگاه ویژه ای را در نانوالکترونیک پیدا کرده است و به کمک روش های مقاوم سازی میتوان تحمل پذیری این تکنولوژی را در محیطهای باردار الکتریکی بهبود بخشید. در این مقاله، به ارائه روش جدیدی جهت افزایش مقاوم سازی و شبیه سازی آن در گیت منطقی معکوس کننده در تکنولوژی اتوماتای سلولی کوانتومی می پردازیم و به کمک نرم افزار آن را شبیه سازی می نماییم.

در این مقاله، اتوماتای یادگیر سلولی همگام باز معرفی میگردد و رفتار آن مورد مطالعه قرار میگیرد. نشان داده شده است که اتوماتای یادگیر سلولی همزمان باز برای قوانین انجمنی در محیطهای خارجی ایستا به یک پیکربندی پایدار و سازگار همگرا میشود. شبیه سازیها این نتیجه را تایید میکند.

تکنولوژی اتوماتای سلولی نقطه ای کوانتومی یک راهکار جایگزین برای غلبه بر محدودیتهای حاکم بر تکنولوژی CMOS است. در این مقاله، یک ساختار جدید برای لچ نوع D در تکنولوژی اتوماتای سلولی نقطه ای کوانتومی که دارای پایه های نشاندن و بازنشانی است، ارایه شده است. ساختار پیشنهادی علیرغم داشتن پایه های نشاندن و بازنشاندن، تنها دارای 35 سلول کوانتومی، تاخیری معادل با نیم سیکل کلاک و سطح مقطع اشغالی برابر با 39204 نانومترمربع است. سپس از این ساختار برای پیاده سازی فلیپ فلاپهای نوع D دارای پایه های نشاندن و بازنشاندن حساس به لبه بالارونده، پایین رونده و هر دو لبه استفاده شده است. به عنوان نمونه ساختار پیشنهادی فلیپ فلاپ نوع D حساس به لبه بالا رونده با پایه های نشاندن و بازنشانی دارای 55 سلول کوانتومی، تاخیر 75/0 سیکل کلاک و سطح مقطع اشغالی 61404 نانومترمربع است. در ادامه جهت اثبات صحت رفتاری مدار پیشنهادی در مدارهای پیچیده تر، این ساختارها در قالب آشکارساز فاز-فرکانس، تقسیم کننده فرکانسی و شمارنده مورد استفاده قرار گرفته است. برای ساختارهای پیشنهادی شبیه سازی پارامترهای توان نیز صورت گرفته است.