受益于量子信息技术的迅速发展,量子通信在密码学、城域量子网络、大规模分布式量子计算等领域应用广泛。但量子通信中用于承载信息的光子信号会随着传输距离增大而大幅衰减,这将导致量子通信面临距离短、速率低等问题。为了解决此类问题,引入量子中继以增加通信距离的方案应运而生。从最初以量子纠缠纯化为基础的双向通信量子中继,发展到通过隐形传态纠错协议构造的单向量子中继,现阶段的量子中继已经可以在理论上达到经典光通信的传输距离和传输速率。由于量子信息具有不易存储、所需辅助资源开销较大等特点,量子中继的设计与实现仍存在许多问题有待解决。目前,绝大多数的研究集中在提高量子态的操纵精度以改善量子中继的物理实现机制方面,利用量子纠错码从纠容错设计角度来实现远距离高效量子中继的方案相对较少。因此,本文将结合量子纠错编码理论和高效量子中继模型,从以下几个方面进行具体的理论研究和创新工作:第一,对现有的三类量子中继方案模型进行具体分析,根据其性能对比结果,选取基于量子纠错码的全光Bell测量量子中继通信方案作为本文的理论模型。在此基础上推导出可用于量子隐形传态纠错协议中的量子纠错编码设计要求。第二,迄今为止,量子隐形传态纠错协议中所广泛使用的量子纠错码为量子奇偶校验码,其具有物理资源消耗大,量子Bell测量容错率低等缺陷。为了改进上述性能,本文结合CSS构造法,设计了可进行Bell分解的量子Reed-Muller码,对其基本参数进行分析,并通过构造量子Reed-Muller码在Bell基上的分解实例,证明了该量子纠错码可应用于量子中继模型中。第三,为了分析本文设计的量子Reed-Muller码的纠错能力,结合MAP译码算法,提出量子Reed-Muller码在有差错的光子探测器中所能达到的Bell测量容错上限。最后,通过构造量子Reed-Muller码和量子奇偶校验码的编码实例,验证了本文设计的应用于高效中继的量子纠错码所能取得的性能优势。