近几十年，纳米技术作为一个新兴领域受到世界许多研究者的关注，人们正致力于微电子器件制造工艺集成度和运算速度的提高这方面的研究。随着微电子器件尺度的减小，问题也随之产生，当微电子器件尺寸减到一定程度，由于量子效应的产生器件功能将发生改变。因此，人们开始转变观念，提出了如何进一步提高微电子器件制造集成度的新技术，量子元胞自动机。

量子元胞自动机（Quantum-dot Cellular Automata，简称QCA）[11]的提出，引起了众多研究者、学者的关注，加拿大卡尔加里大学先进技术信息处理系统实验室首先开发了量子原胞自动机仿真工具（QCADesigner），促进了量子信息、量子计算的快度发展。QCADesigner设计了三种不同类型的仿真引擎[1]：①数字仿真②非线性逼近仿真③双态仿真。数字仿真首先假定了量子细胞的三种状态，即“0”、“1”、“空”三种状态，在设计好的量子元胞电路的基础上通过相关的逻辑函数对系统进行仿真，这种引擎具有仿真速度快的特点；非线性逼近仿真是通过建立邻近细胞间非线性逼近函数来对所设计的电路进行仿真，这种引擎能有效地验证所设计电路的逻辑功能，但不易扩展到动态仿真；双态仿真通过计算每个量子细胞的哈密顿量来使得系统总能量最低，从而达到整个电路的状态平衡，这种引擎仿真精确度高，但效率较低。

本文基于上述三种仿真引擎方法提出一种新的仿真引擎算法，这种算法综合了上述三种仿真引擎方法的优点，通过建立元胞子系统模型，再对所建立的模型进行理论分析和证明，从而得到仿真的两条基本规则，然后运用规则计算元胞电路中每个细胞的极化率，当所有细胞的极化率确定后，即电路的最终状态得到，仿真结束。此算法在一定程度上提高了系统仿真的速度和准确性。