高斯随机数发生器：为量子密钥分发在FPGA中实现

摘要： 量子密钥分发是利用量子通信在双方之间建立共享密钥的过程。研究表明，具备高速运算与长随机周期特性的优质高斯随机数（GRN）发生器，能够确保量子通信系统实现无条件安全性与有效通信。本文提出采用现场可编程门阵列（FPGA）构建高斯随机数发生器，该方案可高速处理海量数据。我们对比了三种GRN生成算法：Box-Muller算法、极化判决算法及中心极限定理算法。实验证明，基于FPGA实现的极化判决算法不仅占用更少计算资源，且通过零假设检验证实其能产生高质量的高斯随机数。