量子密钥分发作为量子信息技术中最早实现商用化的分支十年来已经引起广泛关注，并获得了快速发展。本文主要从理论和实验两方面研究量子密钥分发协议和相关内容。论文首先简要介绍量子密钥分发的基本概念，背景知识，研究进展及相关的关键技术。第二，建立基于单个探测器，偏振编码与B92协议的量子密钥分发系统，该系统在Alice端随机发送0°或45°偏振态的准单光子脉冲，在Bob端采用延时串行的方式，只用一台探测器便可检测分辨多个不同偏振态的单光子脉冲。由于采用了改进的光路与电路设计，降低了接收端光路衰减，改善了电路延时的稳定性，使整个系统的性能都有显著提高。第三，通过对BB84协议的深入研究，提出了一些改进方案：提前公开部分编码基以提高协议效率；使用改进的安全检验方法来提高安全性能；采用改进的算法来简化数据协调过程。最后，对全文进行总结，并对未来工作提出建议。