随着量子计算的兴起,基于计算复杂度的现代密码学正面临严重威胁,这些加密方式在量子计算强大的并行计算能力面前不堪一击。唯一被证明绝对安全的一次加密算法又面临密钥的产生和分发问题,无法大规模应用,然而量子密钥分配,即QKD(Quantum Key Distribution)的出现使得一次加密算法有了用武之地。目前阶段大都采用FPGA(Field-Programmable Gate Array)进行QKD后处理系统的实现,但是FPGA实现QKD后处理系统存在资源有限、时钟频率有限以及数据源速率的限制,各个数据处理模块内部算法会受到硬件的制约以及信道的扰动,处理速率无法满足实际需求。本文主要研究内容是使用GPU(Graphics Processing Unit)对量子密钥分配(QKD)后处理系统的算法过程进行加速。QKD后处理系统包括五个模块,分别是筛选模块、误码估计模块、误码协商模块、保密增强模块以及信道认证模块。其中本文进行改进和加速的模块为误码协商模块和保密增强模块。误码协商模块负责纠正筛选码中的误码,输出一致的无误码,该过程可能复杂度较高,该过程的效率直接影响到整个QKD后处理系统的效率,因此,对该过程进行加速是非常有必要的。该加速过程分为三个阶段,首先本文中利用CPU对LDPC(Low Density Parity Check Code)误码协商过程进行了实现,采用了BP(Belief Propagation)算法,其次,对该算法进行改进,改进之后其效率有明显的提高,最后,本文利用GPU对该过程进行实现,效率比在CPU上算法改进后的效率有更大的提升。在量子密钥分发过程中,经过误码协商之后,由于窃听者Eve也能从量子信道以及经典信道中得到信息,所以会不安全。保密增强能够将传输中的信息泄露消除,能够提高最终生成的密钥的安全性。本文中对该部分优化时主要用到了Toeplitz矩阵和快速傅里叶变换(FFT),首先在CPU的基础上对该过程进行实现,然后利用FFT对该过程用到的算法进行改进,最后利用GPU对该过程进行加速,加速的效果非常的明显。最后,本文将上述的两个模块在GPU上进行了联调,并且与在CPU和FPGA上的速率进行了比较,分析了加速的结果。结果表明GPU加速的效果还是比较明显的,并且LDPC误码协商是整个QKD后处理系统提速的瓶颈。