极化码作为唯一一种能够达到香农极限的信道编码方案,已被指定为5G通信系统的前向纠错码（Forward Error Correction,FEC）方案。极化码有两类被普遍使用的译码算法,分别为置信传播译码（Belief Propagation Decoding,BPD）和串行抵消译码（Successive Cancellation Decoding,SCD）。SCD 相较于 BPD 有较好的译码性能,但是由于其串行特性,使得其译码延时远大于BPD。因此,在对吞吐量要求较高的系统中,BPD便得到极大的应用。本文首先研究和改进BPD算法的译码复杂度、译码性能以及译码速度,并将其应用于连续变量量子密钥分发（Continuous Variable Quantum Key Distribution,CVQKD）系统。其次,研究基于神经网络的BPD算法,将循环神经网络（Recurrent Neural Network,RNN）与BPD相结合,提升BPD的译码性能。综上所述,本文的创新主要如下:1.BPD的调度方案影响其收敛速度和译码性能,且现存调度方案各有优缺点。往返调度因其信息分布均匀而有着较好的译码性能,然而译码速度较慢。分段调度有较快的译码速度,但是由于其信息分布不均匀,译码性能相较于往返调度有所下降。因此本文通过将往返调度和分段调度结合提出一个新的调度方案,以提高译码速度的同时保证译码性能。并通过将该改进方案应用于CVQKD后处理中进行信息协商,进一步验证其优势。2.受置信传播列表译码算法（BPD with List,BPDL）的启发,本文提出一种新的BPDL译码算法,即可收缩的BPDL（Scalable BPDL,S-BPDL）。该译码方案首先在BPD的信息更新公式前乘上多个不同的系数,并把这些系数不同的译码器作为多条译码路径,然后选择译码性能最好的路径作为最终的译码结果。此外本文将S-BPDL应用于CVQKD后处理进行信息协商,观察其性能。3.基于对极化码信息比特和冻结比特的位置观察,本文提出四种组成码。通过特定的计算,可以将这些组成码从因子图上移除,以减少因子图上的节点数,从而降低译码复杂度。此外本文还将RNN应用于移除组成码的BPD算法中,以提高BPD的译码性能。