量子程序是对量子计算进行设计、实现、推理与验证的核心概念。随着量子计算的物理技术不断实现以及相关商业化应用前景逐步明朗，量子程序的重要性已经日益显现出来。然而，由于量子系统的运行规律与经典系统有着很大的不同，经典的程序理论并不能胜任对量子程序的开发与研究，因此需要建立与量子物理兼容的量子程序理论，发展针对量子计算系统的分析方法，并提出验证量子程序性质的有效技术。本文是作者攻读博士期间在量子程序相关问题上所做研究工作的总结。通过讨论量子程序的可达性问题，本文建立了一套研究量子程序性质的系统理论，其具体内容包括几下几个方面：1.提出了量子程序的基本模型，并研究了程序的终止概率、可达空间以及发散态集合等基本概念，建立了研究量子程序问题的基础框架。2.发展了两项量子程序分析的新技术量子版本的0-1定律和一类量子降链条件，并在此基础上解决了有限维量子程序的终止问题。3.研究了一般的量子程序可达性问题，并证明了这一量子问题是不可判定的，从而揭示了与对应的经典程序问题的本质不同。4.设计了验证量子程序正可达性的方案并构造了相应的算法，得到了量子正可达性的可判定性结果。5.提出了一个量子程序的调试方法，使得量子程序的漏洞有可能在合理的时间内被找到并清除。通过应用可达性问题的判定算法，构造了具体的调试协议。总的来看，本文论证了量子程序无论表现行为还是内在性质都与经典程序有着本质的不同，并提供了新的方法和技术克服这一不同所带来的研究上的困难，从而进一步丰富和发展了量子程序理论。