量子信息技术是量子力学和信息科学结合的产物,它可以解决许多经典信息论所不能够完成的问题。量子通信是以量子态作为信息单元来实现信息的有效传送。它是量子信息学的重要分支也是量子信息学中研究较早的领域。自从BB84量子密钥分配方案以来,量子通信无论在理论上还是在实验上都取得了大量的研究成果,吸引了许多科学家加入这一研究领域。　　本硕士论文主要涉及量子通信的四个方面,即量子身份认证、量子密钥分配、量子安全直接通信和直接安全的量子通信。　　基于ping-pong技术和单光子块状传输,我们提出了一个单向量子身份认证方案。在该方案中,认证双方事先共享一个约定好的认证密钥比特串,并把此共享认证密钥比特串作为控制单光子量子态的制备基和测量基编码。示证者只需通过对单光子施行相应的幺正操作即可表明自己的合法身份。另外,示证者还可通过对单光子施行相应的测量来更新认证密钥比特串。本方案的特点是:编码容量大、安全性高、操作简单、量子比特的使用效率和通信的总效率都达到了最大值。　　基于纠缠交换和贝尔基测量我们提出了一个量子密钥分配方案。在该方案中,通信双方只需各自制备一个Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)光子对,并相互交换每个EPR光子对中的一个光子,通过贝尔基测量和贝尔态比较即可分享两比特密钥信息。与当前存在的一些量子密钥分配方案比较起来,本方案不需要施行任何幺正操作,不需要交流任何额外的经典辅助信息,因此,具有操作简单的优点。另外,本方案的量子比特使用效率和通信的总效率都达到了最大值100％。　　基于四个特殊的两比特量子态,我们提出了在集体退相位噪声信道中适用的两个理论方案,一个是量子安全直接通信方案,另一个是确定安全的量子通信方案。在这两个方案中,量子态{|01,|10>,|ψ+,|ψ->}被用来构建量子信道。由于处于这些量子态的光子对中的两个光子同时通过集体退相位噪声信道时该光子对的量子态不会发生实质性变化,因此信道对该光子对的退相位影响可以被完全克服掉。　　基于四粒子团簇态我们提出了一个确定安全的量子通信方案。该方案操作简单,只需作一个单粒子幺正操作即可完成两比特机密信息的加载,检测过程使用了假光子检测技术,尽可能地节约了纠缠资源。目前,团簇态已经在单向量子计算机上得到了应用。也就是说,该方案比较容易在该种量子计算机上得以实现。　　通过对Cao-Song确定安全的量子通信方案的研究,我们发现在噪声信道中该方案并不安全。当信道噪声引入的量子比特误码率超过4.17％时,Eve可以窃取出合法用户通信中的所有机密信息,当信道噪声引入的量子比特误码率低于4.17％时,只攻击部分信道中传输的粒子,Eve也可以窃取部分机密信息而不被通信双方发现。为了阻止这种窃听,我们对Cao-Song方案作了改进,使得原方案的安全性得到了提高。