量子计算是以量子力学理论为基础发展而来的新型计算,它的独特性质使人们突破了对科学物质的固有认识,其存在的潜在价值不仅引起了科学界的关注,甚至受到商业和军事领域的广泛关注,成为信息时代最具吸引力的前沿科学研究之一。量子随机游走是研究量子计算的重要基础和主要工具。作为经典随机游走的量子对应,量子随机游走展示了其较经典随机游走与众不同的特性。与经典随机游走一样,量子随机游走的时间演化也分为离散时间和连续时间两类。由于量子随机游走具有很多特性,使得其可应用空间广泛,量子网络编码就是其中之一。与经典的网络通信方式相比,量子网络编码具备量子力学特性和量子纠缠特性。因此,利用量子网络编码构建的网络通信系统的效率和安全性有很大提高,量子网络编码技术成为研究量子通信领域的热门方向之一。本文中我们主要研究离散时间量子随机游走纠缠动力学及其在量子网络编码中的应用。本文所做的主要创新工作如下:(1)首先构建了共享一个硬币的两个游走者在环状图上的量子随机游走。通过利用硬币的冯诺依曼熵,分析了不同作用强度和初始位置的两个游走者随游走节点分布的边缘概率和随时间演化的纠缠熵。我们还通过计算两个游走者的经典互信息、量子互信息和量子诱导干扰来分析它们之间的相互作用。(2)根据得到的上述离散量子游走模型相关特性来构造适当的量子网络编码方案,分别提出了蝶形网络、倒置皇冠网络以及广义蝶形网络上新型量子多单播通信协议方案。结果表明,任意单量子比特态不仅可以在常见的简单蝶形网络和倒置皇冠网络中被高效地传输,而且在复杂大型的广义蝶形网络模型中也可以实现同样的效果,其传输概率和状态保真度均为1。最后,我们将提出的网络编码方案与其它现存的方案进行对比,前者不仅无需预先制备局域或全局量子纠缠,而且资源消耗度低。因此,我们提出的网络编码方案具备一般性和可推广性,可以被应用到量子网络通信中,促进了量子计算和量子通信的有效结合。