1.一种不破坏源操作数的模N减法器设计方法，其特征在于，所述方法利用量子受控门设置便于并行计算的6个基本量子门，然后利用6个基本量子门计全加器和相应的复位器，最后利用量子全加器、相应的复位器和基本门设计成n位不破坏源操作数模N减法器的设计方法；

设计便于并行计算的6个基本量子门的实现过程为：

利用3个受控门实现6个基本量子门设计线路，分别用符号Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6表示，Q1、Q2、Q5和Q6的量子代价和量子时间复杂度都为3，Q3和Q4的量子代价和量子时间复杂度为4，它+们的结构分别为：基本门Q1和Q2都是由1个受控V门、1个受控V门、一个受控非门和3量子比+特连线构成；基本门Q3由2个受控V门、一个受控非门、1个受控V门和3量子比特连线构成；基+本门Q4由2个受控V门、一个受控非门、1个受控V门和3量子比特连线构成；基本门Q5由2个受控V门、一个受控非门和4量子比特连线构成；基本门Q6由1个受控V门、1个受控V+门、一个受控非门和4量子比特连线构成；

将Q3应用到|0>|b0>|a0>，得到

其中 是异或操作，bi,ai∈{0,1}， 由公式(2)可知Q3实现减法(b0‑a0)，其中输出的第一个量子比特 存储减法(b0‑a0)的借位信息，输出的第二个量子比特存储的是减法的差；

将Q4应用到量子态 得到

其中 是异或操作，ci,bi,ai∈{0,1}， 由公式(2)可知Q4将 复位为|b0>。

2.据权利要求1所述的一种不破坏源操作数的模N减法器设计方法，特征在于，设计量子全减器和相应的复位器的实现过程为：利用基本门Q1和Q5实现量子全减器设计线路，用符号S表示；

将量子全减器应用到量子态|0>|bi>|ai>|ci‑1>，得到其中 是异或操作，bi,ai,ci‑1∈{0,1}， 由公式(3)可知量子全减器实现减法(bi‑ai‑ci‑1)，其中输出的第一个量子比特 存储减法(bi‑ai‑ci‑1)的借位信息，输出的第二个量子比特 存储的是减法的差；

设计量子全减器的复位器，它由基本门Q6和Q2组成，用符号R表示；

将量子全减器的复位器应用到量子态 得到

其中 是异或操作，bi,ai,ci‑1∈{0,1}，由公式(4)可知量子全减器的复位器将复位为|bi>；

子全减器和复位器的量子代价和时间复杂度为6。

3.根据权利要求1所述的一种不破坏源操作数的模N减法器设计方法，特征在于，设计n位不破坏源操作数的模N减法器实现过程为：模N减法表示为

MS(b‑a)＝sign(b‑a)×[(b‑a)modN] (5)n

其中a,b是n位的正整数,N＝2 ，当b＜a时，sign(b‑a)＝‑1，当b≥a时，sign(b‑a)＝1，(b‑a)modN是(b‑a)对N进行求模运算，运算规则如下利用量子全减器、复位器和6个基本门实现n量子比特的不破坏源操作数的模N减法器n的设计线路，用符号SU表示，此处N＝2；

n量子比特的模N减法器由(n‑1)个量子全减器、(n‑1)个量子全减器的复位器、1个基本门Q3、1个基本门Q4和一个受控非门的复位器组成，(n‑1)个量子全减器分解成n‑1基本门Q1和Q5，(n‑1)个量子全减器的复位器分解成n‑1基本门Q2和Q6，它实现两个n位整数的模N减法运算；

假设n位的整数a和b存储在如下两个n量子比特的基态中：其中an‑1an‑2...a0和bn‑1bn‑2...b0分别是整数a和b的二进制表示，ah,bh∈{0,1},h＝

0,...,n‑1；

添加n量子比特的量子基态 最为减法运算的辅助位，并排列顺序得到|00bn‑1an‑

10bn‑2an‑2...0b0a0>作为输入，将模N减法器应用到|00bn‑1an‑10bn‑2an‑2...0b0a0>，得到SU|00bn‑1an‑10bn‑2an‑2...0b0a0>＝|ξdn‑1bn‑1an‑1dn‑2bn‑2an‑2...dn‑2b0a0> (7)其中ξ表示符号位，ξ＝0表示正数，ξ＝1表示负数，dn‑1dn‑2...d0是整数[(b‑a)modN的二n进制表示，dh∈{0，1}，h＝0，...，n‑1，[(b‑a)mod2]的含义如公式(1)所述；

由公式(7)可知，模N减法器实现如下的模N减法运算：实现n位整数的不破坏源操作数的模N减法器的量子代价为6(n‑1)+6(n‑1)+2×4+1＝

12n‑3，n≥2，(n‑1)个基本门Q1和一个基本门Q3并行运行，(n‑1)个基本门Q2和一个基本门Q4并行运行，因此线路时间复杂度为3(n‑1)+3(n‑1)+2×4+1＝6n+3，n≥2。