Quantum-dot is the result of elastic relaxation which has a straight relationship with the optical and electronic aspects of the quantum-dot-based devices. In nanotechnologies, Quantum-dot Cellular Automata (QCA) is a perfect transistor-less computation method where it tries to create general computation at the nanoscale with better switching frequency and enhanced scale integration to overcome the scaling shortfalls of CMOS technology. In this technology, binary information is represented based on the distribution of electron configuration in chemical molecules. Also, the comparator is the essential component in digital circuits, which takes two binary numbers as input and implements their resemblance. In this paper, a 1-bit comparator architecture in an optimized and efficient manner is suggested to bring a new phase of comparator circuit based on QCA, and then a novel 2-bit comparator structure is offered. The simulation and functionality of proposed comparators have been examined by the QCAdesigner tool, and comparison with formerly designs shows a high degree of compactness and consistent performance of proposed designs. Proposed 1-bit and 2-bit QCA comparators exhibit a delay of 0.75 and 2.75 clock cycle, occupy an active area of 0.04 and 0.19 μm 2, and use 31 and 125 QCA cells, respectively.

中文翻译：

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一种实现基于量子点元胞自动机的数字比较器的新型纳米设计

量子点是弹性弛豫的结果，它与基于量子点的器件的光学和电子方面有着直接的关系。在纳米技术中，量子点元胞自动机 (QCA) 是一种完美的无晶体管计算方法，它试图在纳米尺度上创建具有更好开关频率和增强尺度集成的通用计算，以克服 CMOS 技术的尺度不足。在这项技术中，二元信息是根据化学分子中电子构型的分布来表示的。此外，比较器是数字电路中必不可少的组件，它以两个二进制数作为输入并实现它们的相似性。在本文中，提出了一种优化高效的1位比较器架构，为基于QCA的比较器电路带来了新的阶段，进而提出了一种新颖的2位比较器结构。QCAdesigner 工具已对提议的比较器的模拟和功能进行了检查，与以前的设计进行比较表明提议的设计具有高度的紧凑性和一致的性能。建议的 1 位和 2 位 QCA 比较器表现出 0.75 和 2.75 个时钟周期的延迟，占据 0.04 和 0.19 μm 2 的有效面积，并分别使用 31 和 125 个 QCA 单元。与以前的设计相比，所提出的设计具有高度的紧凑性和一致的性能。建议的 1 位和 2 位 QCA 比较器表现出 0.75 和 2.75 个时钟周期的延迟，占据 0.04 和 0.19 μm 2 的有效面积，并分别使用 31 和 125 个 QCA 单元。与以前的设计相比，所提出的设计具有高度的紧凑性和一致的性能。建议的 1 位和 2 位 QCA 比较器表现出 0.75 和 2.75 个时钟周期的延迟，占据 0.04 和 0.19 μm 2 的有效面积，并分别使用 31 和 125 个 QCA 单元。