量子对话是一种使用单个通道的双向安全通信的过程。量子对话可以看作是一种双向量子安全直接通信协议，它的实现建立在物理学相关基础之上。相对于传统的建立于大整数分解、离散对数等数学难题的密码学，量子密码有着更好的优越性和更高的安全性。这是目前量子密码学中一个非常重要的研究课题，在量子通信中有着极其重要的地位。
　　本论文通过对现有量子对话协议的分析，根据现有量子对话存在的不足提出以下几种创新性的量子对话协议。首先提出使用自对偶量子低密度码的量子对话协议；然后提出一种基于无纠缠的量子对话协议；最后，我们提出一种在量子漫步中基于超纠缠态的量子对话协议。具体研究内容如下：
　　本文首先设计了一个基于自对偶量子低密度校验码的量子对话协议。量子纠错编码是量子力学里的经典纠错编码在Hilbert空间上的扩展。本文采用量子低密度码。构造自对偶量子低密度奇偶校验矩阵有多种方法(如B构造法、U构造法等)。使用B+U构造方法，即B构造法和U构造法的相结合，它有上述两种构造方法的优点，同时具有较高的灵活性、较好的正则程度以及唯一的四环数目。此外，我们对所提出的协议进行了安全性分析，证明了所提量子对话协议能够抵抗常见的外部攻击，且不存在信息泄露，提高了编码和译码的效率。
　　随后，提出了一种新颖的基于无纠缠量子态量子对话安全方案。此方案主要针对量子对话过程中的一些内部和外部攻击。方案首先运用经典的密钥分配方法对需要传输的数据进行初始化；然后，采用秘密编码算法和单量子系统的顺序操作算法进行通话双方的信息传输；最后，通信双方采用秘密重建算法获取双方信息，并达到量子对话的目的。此外，该方案建立了有效的针对欺骗攻击的验证机制，有效的避免了一些内部攻击和外部攻击。无纠缠的量子对话方案只需要单个量子系统的顺序通信，理论上，其实现较基于纠缠态的量子对话更容易。
　　最后，本文提出了一种可行的、高效的基于超纠缠态的在离散量子漫步中量子对话协议。由于外部环境和内部因素的影响，量子对话的安全面临着巨大的挑战。为了提高量子对话的安全性，在提出的协议中，首先，可信第三方与通信双方通过BB84协议产生和分发安全密钥，通信方Alice根据安全密钥对信息序列进行加密，得到签名；通信方Bob接收签名，第三方利用联合Bell态测量验证签名信息。然后，通信双方使用离散时间量子漫步在网络上行走，直到双方在一个节点上发生碰撞，并在碰撞节点上实现双方的对话。量子对话的信息载体采用超纠缠态，这提高了信息传输的效率和通信的安全性。离散时间量子行走的使用使得通信双方都是匿名的，提高了双方身份的安全性，并且具有传输的简单性。