贝尔非定域性和量子纠缠是量子力学基础研究中非常重要的研究课题,同时也是量子信息科学的重要资源。物理世界的非定域性蕴含了不能用经典理论预测的真随机性,为设备无关安全的量子信息任务奠定了重要的理论基础。基于量子纠缠态,人们提出了很多非常重要的量子计算协议和量子通讯协议。本论文将阐述作者在研究生期间在贝尔非定域性和多方量子密钥分发协议方面的量子信息理论研究工作,具体包括无漏洞的贝尔不等式检验研究、无漏洞的Hardy佯谬检验研究和量子会议密钥分发协议研究。第一、受可预报参量下转换纠缠源的启发,我们提出了基于可预报纠缠光子的无漏洞贝尔不等式检验方案。相比于使用传统参量下转换纠缠源的无漏洞贝尔不等式,该方案可以取得更大的违背。第二、基于 Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)不等式和 I4422 不等式,我们提出了重排Hardy佯谬。相比于已有的Hardy佯谬方案,该重排Hardy佯谬允许更高的Hardy违背。在目前的实验条件下,有望实现基于该重排Hardy佯谬的设备无关安全的量子信息技术。第三、基于多体量子纠缠,我们进行了多方量子密钥分发协议相关的研究,并提出了新的可以在相距很远的多个用户间分发安全密钥的量子会议密钥分发协议。具体地,我们结合了后选择Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态和国际上最近提出的孪生场干涉量子密钥分发协议,提出了相位匹配量子会议密钥分发协议。该协议在保持了测量设备无关的安全性的同时,相比于测量设备无关量子会议密钥分发协议其成码率从O(ηN)提高到了O(ηN-1)。同时,基于其简单的结构,该协议可以容易地扩展到更多用户的情形。