这项研究探讨了超导体电子(SCE)用于加速完全同态加密(FHE)的使用,重点是数字理论变换(NTT),这是FHE方案的关键计算瓶颈。 我们展示了SCE-NTT,一种基于超导单通量量子(SFQ)逻辑和存储器的专用硬件加速器,其目标是超越传统CMOS极限的高性能和能源效率。 为了解决 SFQ 限制,例如有限的密集 RAM 和受限的扇形/扇形,我们提出了一个使用移位寄存器内存 (SRM) 深度管道的 NTT-128 架构。 NTT-128为N=128 32位系数设计,包括log2(N)=7处理元件(PE),每个元素都带有蝴蝶单元(BU),通过基于FIFO的SRM队列在乒乓球模式下运行的双系数存储器和扭曲因子缓冲区。 BU集成了针对小区域优化的Shoup模块化乘数,利用预计算扭曲因素。 开发了一个新的RSFQ单元库,其中包含超过50个参数化单元,包括复合逻辑单元,用于实现。 使用JoSIM模拟和Verilog模型验证了功能和定时正确性。 采用多相时钟计办法,以提高鲁棒性,减少路径平衡开销,提高电路可靠性。 制造结果显示,NTT-128在34 GHz下实现了5.31亿NTT / sec,比最先进的CMOS等效物快100多倍。 我们还预测该架构可以扩展到更大的尺寸,例如大约482ns的2^14点NTT。 密钥交换机吞吐量估计为163万次操作/秒,大大超过现有硬件。 这些结果证明了基于SCE的加速器在后量子时代具有强大的可扩展,节能的安全计算潜力,并通过制造的进步预期进一步收益。