量子通信利用量子力学特性(海森堡测不准原理、量子不可克隆定理、非正交态不可区分性及微观粒子的纠缠性等)保证通信的无条件安全,近年来受到广泛关注。以量子密钥分发为基础,量子通信理论研究不断创新,衍生出了无需借助密钥直接交换秘密消息的量子安全直接通信和确定的量子安全通信,以及通信过程受第三方控制的受控量子通信方案,极大地丰富了量子通信的形式。量子会话综合量子安全直接通信和确定的量子安全通信的思想,实现双向的秘密信息传输,是一种重要的量子通信方式。目前已有的量子会话协议大多基于纠缠量子资源和理想量子信道,并默认通信双方具备完全的量子能力。但在实际环境中,纠缠量子资源的制备需要较高的代价,单光子是比纠缠粒子更具有实用价值的量子资源;另外,实际的量子信道中,噪声的影响不可避免,而且通信者可能并不具备完全的量子能力。因此,针对量子会话的研究需要进一步改进以适应实际应用的需求。本文重点研究实用性的量子会话协议。首先,本文提出了一个在理想和各种联合噪声环境下通用的高效量子安全会话协议。该协议在理想环境下以单光子作为信息载体,初始编码时,一个单光子加载两比特秘密信息,通信效率得以提高;而在联合噪声环境下,该协议引入逻辑量子比特和四粒子无消相干态分别抵抗联合退相位噪声(联合旋转噪声)和任意联合酉噪声,同样取得了比同类协议高的通信效率。而且该协议中使用的酉编码操作具有一次访问不可区分性,再加上身份认证机制,会话的安全性得到了保障。该研究提供了在理想和噪声环境下通用的会话协议结构,针对不同通信环境只需对应地应用不同的量子资源即可。随后,本文设计了一个半量子受控安全会话协议,在该协议中会话一方可为经典用户(即只能测量、制备计算基态0、1以及简单转发粒子的用户),并且会话过程受第三方控制。目前关于半量子通信协议的研究还处于初步阶段,在理想和噪声环境下均缺乏对半量子受控会话协议的研究,而该方案能够适用于理想信道和联合退相位噪声信道。安全分析显示该协议能抵抗拦截-转发攻击、测量-转发攻击以及纠缠-测量攻击三类典型的攻击,并且能抵抗受控量子通信的通信者合谋和控制者窃听攻击。此外,效率分析显示该方案达到了基本的通信效率。