量子信息科学作为一门新兴交叉学科,近三十年来得到广泛的关注和蓬勃的发展。量子信息的物理基础是量子力学,量子力学与经典理论有许多显著的差别。量子不确定关系,作为量子理论的重要内容,在量子技术中有着深刻的应用:诸如量子加密、量子纠缠、量子计算等方面,本文的研究内容主要体现在以下两个方面:第一,针对基于方差求和的多个可观测量不确定关系进行了实验验证。在量子力学中除了像坐标、动量这样一对共轭的可观测量以外,还存在自旋、角动量等多种可观测量。我们利用线性光学的实验体系验证了更紧密的多个可观测量不确定关系,同时将它与之前的不等式进行对比。我们选取了自旋为1的粒子在三个方向上的角动量分量作为可观测量,实验系统的是一个三能级量子态,通过投影测量获得可观测量的期望值和方差,实验结果和理论符合得很好,进一步反映出这一方差求和的新型不确定关系的优势。第二,通过实验对比分析了基于两个可观测量的一系列新的不确定关系,包括方差乘积与方差求和两种形式。这些新型的不等式所反映的不相容性并非通过对易关系来表现,而是体现在系统状态与可观测量本征态的非正交性。通过对比可以发现这些新的不确定关系表现出更紧密的下界;此外,我们利用实验数据讨论了理论上率先提出的逆向不确定关系,这表明不对易力学量的方差求和或方差乘积具有一定的范围,这对于量子度量来说具有重要意义。