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A flexible SoC for quantum key distribution post-processing based on RISC-V processor
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PRE
AI
DOI：10.1088/2058-9565/add801.png)
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摘要
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在量子安全通信领域，后处理机制被确立为保障由量子密钥分发（QKD）生成的密钥的安全性与完整性的关键机制。然而，现有的后处理框架通常缺乏普适性，高度针对单一算法实现，并经常忽视系统可扩展性和集成等关键方面。为解决这些局限性，我们提出了一种基于共设计框架的QKD后处理片上系统（SoC）架构，该框架以RISC-V软核处理器为核心。该架构整合了QKD后处理的核心功能，包括隐私放大、信息协调和高速通信接口。通过利用开源RISC-V指令集的灵活性，该系统实现了增强的适应性和能效。此外，采用了分离总线架构，解耦数据与指令总线，以优化数据传输效率及整体系统性能，为可扩展和高吞吐量的量子通信系统铺平道路。该系统部署在Xilinx Kintex Ultrascale系列开发板上。在Bob端，当帧长为16 384时，信息协调模块和隐私放大模块分别实现29.73 Mbps和131.07 Mbps的吞吐量。
Keyword:
quantum key distribution
FPGA
post-processing
LDPC
期刊
IF:
5
论文数:
1.4K
被引数:
5.1K
机构
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