随着量子力学理论的发展和量子技术的进步,人们逐渐认识到了量子物理的重要性,这也促进了量子物理与经济学、化学、生物学等诸多传统学科交叉研究的兴起。量子博弈便是其中非常具有代表性的交叉学科方向之一。本文以量子力学中的量子纠缠等特性为基础,结合经典博弈论在经济学中的重要应用,从博弈的量子化处理以及量子博弈的物理系统实现两个方面出发,开展了量子博弈相关问题的研究。本文研究内容主要包括:(1)本文在量子博弈领域最先研究了经济学中非常重要的Cash in a hat博弈模型的量子化。通过对量子Cash in a hat博弈结果的分析,发现了量子Cash in a hat博弈扩大了其经典版本的策略空间;且首次证明了经济学中很难直接解决的道德风险问题可以通过量子博弈或是博弈量子化的方法得到很好地解决;之后分析了量子Cash in a hat博弈中不同程度的纠缠初态对博弈结果的影响,发现量子Cash in a hat博弈存在两个阈值:经典阈值γthC和量子阈值γthQ。两个阈值将博弈划分为三个区域:经典区域(0γγthC)、半经典半量子区域(γthC<γ<γthQ)和全量子区域(γthQγπ/2)。经典区域类似于经典Cash in a hat博弈模型,道德风险无法解决;在全量子区域中,道德风险都能得到解决;在半经典半量子区域下虽然存在一个纳什均衡,但并未能解决道德风险。最后通过阈值求解过程表明了量子Cash in a hat博弈的阈值与经典博弈模型中收益的设置有关,并分析了几种特殊利润分配下道德风险解决的纠缠度区间。(2)在本文提出的量子Cash in a hat博弈的基础上,首次设计完成了量子Cash in a hat博弈的线性光学物理系统实现方案。与以往其他量子博弈模型的光学实现方案不同的是,本文提出的量子Cash in a hat博弈的实现方案中,仅用到了两个单光子的偏振特性来编码量子比特,避免了使用相对比较复杂的非线性Kerr介质,而且也没有使用由光子空间位置编码量子比特的方法,使设计流程和思路更为简单易懂。最后,对本工作进行了总结以及下一步工作的展望。