量子电子学报

作者：陆叶锴,白恩健,蒋学芹,吴贇,陈根龙

单位：东华大学信息科学与技术学院, 上海 201620

关键词：量子光学,保密增强,元胞自动机,现场可编程门阵列,量子密钥分发,

基金：上海自然科学基金项目 (20ZR1400700)

作为量子通信后处理部分的重要步骤, 保密增强过程能够消除量子密钥分发过程中可能出现的信息泄露, 以实现量子密钥分发系统的无条件安全性。为降低硬件资源消耗、提高算法的安全成码率, 本研究采用现场可编程门阵列 (FPGA), 实现了一种基于元胞自动机的高速保密增强算法, 通过对算法进行符合FPGA硬件特性的改进和流水线结构优化, 使得该方案相较于需要庞大矩阵乘法运算的Toeplitz矩阵方案在速度上有较大的优势。该方案在实时传输协商密钥的情况下, 能适应任意长度的输入密钥和0~1之间的任意分数压缩比例; 该方案采用256阶的元胞自动机处理1.28 Mbits输入密钥, 在压缩比例为0.5时, 最大安全成码率可达到1540 Mbits/s。

来源：2025年第1期

《量子电子学报》期刊编辑部

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