量子网络是在量子系统之间实现信息传输、建立量子关联的重要媒介，它满足了量子信息系统的扩展需求，在量子信息技术由理论实验走向大规模实用化的过程中发挥着关键性的作用。本文工作围绕解决量子网络构建中的典型问题以及扩展量子网络的应用领域展开，分别对量子消相干的建模与分析、量子态的传输与存储、量子系统的消相干控制、基于量子网络的远程量子博弈以及对博弈问题量子化方式的扩展五个方面的问题进行了研究。本文的主要研究内容包括：
　　（一）在量子消相干的建模与分析方面，研究了一个量子网络中典型的双粒子开放量子系统的演化模型。首先，对同非Markovian真空场环境耦合且存在内部相互作用的双qubit系统演化问题进行了建模与化简。其次，针对与Lorentzian场环境耦合的扩展类Werner态（extended Werner-like state）系统，对状态的演化进行了解析求解。最后，基于量子纠缠的concurrence度量，对系统量子纠缠的时间演化进行了分析，并讨论了qubit间的直接相互作用对系统特性的影响。
　　（二）在量子态的传输与存储方面，着眼于量子网络的信息传输应用，面向量子数据总线对量子信息存储的需求，基于超导量子线路与金刚石氮空缺色心系综耦合的混杂量子系统提出了一种新的两阶段量子存储方案。首先分别介绍了混杂量子存储系统的物理模型、量子态贮存与读取的操作流程及量子态存储过程中系统状态的演化规律，进而针对环境噪声所致的系统频率失谐探讨了两阶段存储方案下系统的鲁棒性，最后比较了两阶段量子存储方案与现有的直接存储方案，讨论了新方案在存取过程时间消耗与状态保真度方面的优势。
　　（三）在量子系统的消相干控制方面，针对量子网络中的消相干抑制问题，在量子态测量存在误差的情况下探索了抑制量子系统相位消相干的控制方案与该方案的适用条件。借鉴软优化的思想提出了非严格的量子消相干控制目标。结合简单的常值控制与周期性的非完美投影测量，在非严格的控制目标下解决了系统的消相干抑制问题，并分别讨论了鲁棒控制律的充分条件与必要条件。
　　（四）在基于量子网络的远程量子博弈方面，结合量子博弈模型探索了将量子网络应用于处理经典决策问题的可能性。首先探讨了两博弈者远程量子博弈的实现方案，分别基于网络节点之间的状态传输与远程量子操作提出了双人分布式量子博弈的客户-服务器（C-S）方案与对等网络（P2P）方案。进而，将方案推广至多方远程量子博弈问题，结合C-S方案与P2P方案，提出了利用服务器节点辅助分布式操作的远程博弈模型。
　　（五）在扩展博弈问题量子化方式方面，基于运用量子信息网络处理经典决策问题这一背景，通过对典型量子博弈实例中量子策略实现方式的归纳与提炼，提出了一个新的两阶段量子博弈模型框架，进一步深化了运用量子扩展经典策略的研究。进而基于两阶段量子博弈模型框架扩展了量子囚徒困境（prisoners’dilemma）博弈问题，从Bayesian博弈的角度讨论了博弈者的违规行为对量子囚徒困境博弈的影响，分析了量子信息对博弈决策的积极作用。
　　最后对本文的研究工作进行了总结，并展望了相关工作改进和进一步深入的方向。