传统密码学的安全性是基于算法的复杂度来实现的,所以都只有计算安全性,只能保证密钥在一定时间内的安全。而且随着新破译算法的不断提出以及量子计算机的研究,传统的保密系统势必将不再安全。针对以上问题,量子保密通信应运而生。它的安全性来源依赖于量子物理原理,而非数学问题的求解复杂性,理论上再多的计算资源也无法有效地帮助窃听者来破解密钥,因此量子保密通信具有理论上的无条件安全性。量子保密通信是量子力学目前在通信领域中最直接和最成熟的一项应用,一直以来也都是国际上研究的热点问题。本文首先会介绍量子保密通信的研究背景、研究意义以及国内外的一些最新进展。随后讲述量子保密通信的一些相关基础知识,紧接着介绍实际的量子密钥分发协议,这里将着重描述BB84协议和测量设备无关量子密钥分发协议。BB84协议是最早提出的量子密钥分发协议,而且理论上具有无条件安全性。测量设备无关量子密钥分发协议不仅能够抵御探测器端的攻击,还能获得较远的传输距离,近几年在理论和实验上都取得了很大的发展。但是这些协议在实际应用中也存在着一些其他的问题,比如成码率低、安全传输距离短、有限长效应的影响等。本文主要是针对这些不足提出相应的方案来弥补这些缺陷。主要概括为以下三个方面:1.在传统的诱骗态BB84方案中,信号态和诱骗态都会制备在X基和Z基下。而在我们提出的偏选基方案中,将信号态制备在X和Z基下,诱骗态只制备在X基下。此方案不仅能减少发送端制备态的个数还能减少随机数的消耗,而且从仿真结果看出采用偏选基方案的成码率和安全传输距离与标准的诱骗态BB84方案都有提升。2.测量设备无关量子密钥分发协议虽能够获得较远的传输距离但成码率不高,而且在实际应用中有限长效应是不能忽略的,因此成码率将会更低。针对此不足,我们首次将一种最新的统计起伏方法应用到测量设备无关量子密钥分发协议并结合四强度方法。此方案不仅让成码率得到了提升而且与采用高斯近似法来处理有限长效应的方案相比安全性更高。3.由于还没有理想的单光子源,实际应用中多采用弱相干光源和标记单光子源来代替,但这两种光源也存在着一些缺陷。针对此,我们研究了标记相干对光源并将之运用到最新的四强度诱骗态测量设备无关协议上。仿真结果表明此方案可以极大地提高协议的成码率和传输距离,给测量设备无关量子密钥分发协议提供了很有价值的参考意义。