量子通信是将量子力学和通信理论相互结合产生的交叉学科。量子保密通信成功地运用了量子力学的基本原理，实现了信息的无条件安全传输。随量子通信用户数目的不断增长必将迈向量子互联网。本文着重研究了基于量子密钥分发的量子保密通信实验系统，和应用于多用户量子通信网的单光子波长变换技术。论文首先给出了量子保密通信的基本概念、发展现状及趋势；其次，介绍了量子保密通信建立的理论基础，包括了量子力学基础、量子密钥分发的典型协议、量子位编码方式以及量子信息载体单光子的产生及探测；第三，建立了基于偏振编码和BB84协议的量子保密通信系统，并提出了改进的基于信道层析成像的数据协调算法，由此提高了系统的密钥生成率；第四，在单光子频率上变换和下变换的基础之上，设计了近红外波段的单光子波长变换实验方案；最后进行了全文总结，并对下一步工作提出了建议。