量子信息是最近二十多年来发展起来的新型交叉学科,它主要包括量子计算与量子通信两个方面。本文研究内容属于量子安全直接通信这一领域。在对该领域的全面了解过程中,我们特别关注了若干通信方案,发现它们的安全性存在问题,并因此对这些方案作了改进。主要内容如下:　　(1)发现Lee-Lim-Yang方案I与II存在安全隐患并对其作了改进。原方案中,身份认证者的作用是识别秘密通信双方的身份合法性。我们分析表明,应该排除身份认证者知悉秘密信息,否则秘密通信可以以更简单的方式施行。但在原方案I中,身份认证者可以采用拦截—测量—再发送策略进行窃听;在原方案II中,则可以通过简单的单粒子测量方法对秘密信息进行窃听。为消弭该安全隐患,我们改进了原方案,用泡利算符中的z?操作来代替原方案中的比特翻转操作X,阻止了身份认证者进行窃听的可能,进而提高了方案的安全性。　　(2)揭示Cao-Song方案存在安全漏洞并说明如何利用漏洞窃听信息,我们改进了原方案。Cao-Song方案使用W态作为通信信道。我们的研究表明,窃听者可以采用拦截—测量—再发送策略对信道进行攻击从而获得全部的秘密信息。为堵住该安全漏洞,我们改进了原方案,使得改进后的方案至少在理想信道情况下是安全的。　　(3)指出Xia-Song方案中的不足之处并进行了改进,使改进后的方案更加合理。Xia-Song方案实质上是一种可控量子安全直接通信方案。我们研究发现,在他们的方案里,通信过程中控制方的作用可以完全被排除,所谓的控制方实际上是无价值的,这是由于原方案里的某些不合理设计所致。为了既保留原方案的优点又能够真正达到可控量子安全直接通信的目的,我们改进了原方案。