量子信息是二十世纪末诞生的一门新兴的交叉学科，它将量子力学与计算机、信息等科学结合起来，致力于构建新型的更加有效的计算机以及更加快捷方便的通讯体系，它的出现为人们在物理、信息科学的发展领域展现了一幅美妙的前景。量子信息包括量子密码学、量子计算和量子通信等。量子密码学为人们提供了一套基于物理定律的安全的密码体系。目前，量子密码在光纤系统中已趋于实用化。量子计算则致力于研究基于量子态操作演化的量子计算机，以完成更复杂的问题或者更快捷更有效的完成一定的问题。目前，在光学系统，离子阱，腔QED，核磁共振，量子点以及超导系统等都有一定的进展。量子通信一般是在通信双方中间构建量子信道，并交于量子信道传输信息。量子隐形传态和量子密集编码是极具代表性的两个量子通信方案，首先在线性光学体系中得到实现。量子通信是继量子密码之后趋于实用化的另一个量子信息研究内容。目前的主要难题是如何选择合适的物理体系实现稳定、快速、可靠的远距离通信。另外，与经典通信理论类似，量子通信的理论基础也有待进一步的改善。在本文中，将着重研究两个量子通信方案的线性光学实现。另外，就量子通信的基础理论——信道容量理论也有一定的研究。1、线性光学器件实现概率密集编码方案量子密集编码向人们展现了量子通信的优越性，通过事先共享一对Bell态，通信双方可以在仅传送一个量子比特的前提下，进行两比特经典信息的交流。而如果事先共享的纠缠纯态处于非最大纠缠态，那么只能以一定的概率实现两比特经典信息的交流。我们在原有理论的基础上，先使用线性光学器件实现了两个非正交态的确切识别，再通过参量下转换制备光子纠缠及后验选择的符合测量，给出了概率密集编码的实现方案。经过论证，我们的方案在目前的实验技术条件下是可行的。2、线性光学实现量子振幅消相干信道中的比特纯化量子比特在传输过程中，不可避免的与周围环境耦合，因而不可避免的引入噪声。量子比特纯化是一种通过一定的量子操作来提纯被环境破坏的量子比特的技术。我们在原有理论的基础上，给出了实现量子振幅消相干信道中的比特纯化的线性光学方案。在我们的方案中，包括了量子振幅消相干信道的模拟，两比特最优纯化的操作的实现，以及对任意输入量子比特和任意个数量子比特纯化的讨论。同样，我们验证了这一方案在实验上是可行的，并且有可能在实际的通信过程中有所应用。3、量子信息传输中的超可加性量子信息传输过程中，如果接收方采用联合测量来提取信息，那么n+m个信道同时传输码长为n+m的量子比特，其所能提取的信息量将有可能超过分别使用n、m个信道所能传输的信息量之和，这就是所谓的超可加性，这一性质是量子通信所特有的。在此，我们考虑量子振幅消相干信道传输量子信息的情况，首先给出了对应混态系综信息提取的一组最优操作，并计算了单道信道容量。由此，我们证明对于一组特定的输入态集，超可加性对于混态系综仍然存在。