量子通信以及量子信道理论是量子信息学的核心内容。量子通信为信息的安全传输提供了新的方法。自从BB84量子密钥分配方案提出以来,无论是离散变量还是连续变量的量子密码通信,在理论和实验上都取得了大量的研究成果,吸引了许多科学家加入这一研究领域。同时,信道容量是量子信息领域最基本的理论问题,它刻画通信信道在噪声环境中可信地传输信息的能力。在科学家们的长期努力下,对这个问题的研究已经取得了很大的进展。然而,已有的结果离我们彻底理解量子信道的信息传输容量还很远。本文的工作便是在量子信息理论的道路上的尝试与努力,集中体现在量子安全直接通信、连续变量量子密码通信和量子信道容量三个方面：在量子安全直接通信方面,我们提出了两种基于用户身份认证的量子安全直接通信理论方案。每种方案都分为身份认证和直接通信两个部分。第一种方案由可信赖的第三方协助完成通信双方身份认证过程,直接通信则利用密集编码思想将机密信息直接加载到量子态上来完成,这样既实现了用户身份认证又增强了通信的安全性。而第二种方案省去第三方的参与,将一组Bell基态作为身份认证和密集编码的双重载体,采用Ping-Pong通信模式实现整个通信过程,具有绝对安全和实验上更易实现等优点。与经典情形不同的是,噪音在特定的条件下能够提升量子密钥分发协议的安全性能,增强通信协议的鲁棒性。基于这个思路,我们提出了两个利用噪音改进的双向连续变量量子密码通信协议,并计算在联合攻击下的安全密钥率。结果表明,改进协议在安全密钥率和信道的噪音容忍度两个方面具有更好的性能。作为双向连续变量量子密码协议“超加性”理论的支持,本结论将进一步提升双向协议在连续变量量子密码中的优势和重要性。在量子信道容量方面,反向相干信息作为量子信道中相干信息的对应量,它所延伸出的反向相干信息容量被证明是可加的。基于这一性质,我们证明出反向相干信息容量对一般量子信道而言都是凸的。进一步研究指出量子信道的反向相干信息要比相干信息对信道的凸分解更加敏感。我们计算得出,退相信道的反向相干容量等于它的量子容量。根据这些结论,给出了反向关联信息容量的凸性在去极化信道和BB84信道中的一些应用。