随着云计算、物联网等新一代信息技术的不断成熟与普及,人类社会已步入了大数据时代,人们在享受大数据带来的便利的同时,也承受着个人隐私被泄露的风险。量子通信是近年来兴起的新的通信方式,其将量子力学与经典信息学融合在一起,理论上具有信息论安全性。这种信息论安全性使得量子通信在信息安全问题频发的时代具有十分重要的研究价值,因而引起了国内外研究学者的高度重视。经过三十余年的发展,量子通信的理论研究不断创新,衍生出了具有良好应用前景的受控量子对话以及量子会议等新的分支,极大地丰富了量子通信的形式。目前受控量子对话以及量子会议的理论研究大多局限于无损无噪的理想信道,而在实际的通信过程中,量子信道噪声不可避免的存在势必会影响到通信的质量及安全性,甚至造成严重后果。针对以上问题,本论文基于不同逻辑纠缠态研究能够有效抵抗噪声且具有更高安全性的受控量子对话协议和量子会议协议:1.基于逻辑χ类纠缠态,本文设计了两种分别可抗联合退相位噪声和联合旋转噪声的受控量子对话协议。通信双方得到控制方允许后可在经典信息的辅助下根据χ类纠缠态的纠缠关系实现秘密信息的安全交换。现有受控量子对话协议面临着各类严重威胁其安全性的攻击,其中共谋攻击将使得控制方的作用失效,而不诚信控制方发起的DIS攻击和Do S攻击将使其有机会窃取秘密信息或干扰双方通信。本协议巧妙地运用逻辑幺正变换与对控制方的安全检测实现了协议的高安全性。其次,本协议利用χ类纠缠态作为量子资源,其相比同类协议所使用的纠缠态,是一个真实的四粒子纠缠态,具有更好的纠缠特性因而更难被破坏。同时本协议基于简单且易实现的直积态和叠加态,利用逻辑幺正变换设计了抗联合噪声的两类逻辑χ类纠缠态的制备方案及其量子线路实现,注重理论与实现两方面综合研究受控量子对话,为后续实验室实践制备提供了理论支持。2.基于逻辑Brown态,本文又提出了两种分别可抗联合退相位噪声和联合旋转噪声的受控量子对话协议。利用不同量子资源作为载体设计的受控量子对话协议势必将为未来协议的实用化提供更多的选择。本协议使用的Brown态是一个五粒子最大纠缠态,具有很强的反量子比特丢失的性质,即对该纠缠态中的任何一个粒子进行求迹后,其余四个粒子仍处于纠缠状态,其纠缠度优于2、3、4粒子最大纠缠,其性质保证了协议免受各类攻击的威胁且具有很高的安全性。同时,由于五粒子Brown态的制备难度较四粒子纠缠态更大,因而为推动其实验室制备进程,本协议利用简单易实现的直积态和叠加态理论上制备了逻辑Brown态并给出了相应的量子线路实现,为协议的实用化奠定了基础。3.基于信道加密,本文构造了两类联合噪声环境下的三方可认证量子会议协议,并将其拓展为多方可认证量子会议协议。协议中借鉴了经典密码体制的优秀思想,利用两个哈希函数辅助验证参会者身份的真实性及秘密信息的完整性与真实性。目前就现有的量子会议协议而言,其本质上更类似于量子广播通信,不能很好地凸显会议应有的交互特性。而本文提出的量子会议协议具备真正意义上的会议交互特性,其允许参会者在只共享一次信道资源的条件下进行多轮信息交互,有效减少了多轮通信中量子资源的损耗。此外,安全性分析证明该协议具有很高的安全性,能够有效抵抗协议可能存在的各类攻击,尤其是特殊纠缠攻击。