量子通信是近二十年发展起来的新的交叉学科,是量子理论和信息论相结合的新的研究领域。目前量子通信主要涉及量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等,近年来这门学科已逐步从理论走向实验,并开始向实用化发展。论文在研究量子通信基本原理以及控制面和传输面相分离的量子通信网络模型的基础之上,完善了量子交换机的设计。该量子交换机共分为三层结构：嵌入式硬件平台、嵌入式操作系统和上层交换控制应用软件。嵌入式硬件平台以IntelIXP425网络处理器为核心构建,操作系统为嵌入式Linux。论文着重对交换机的软硬件模块进行优化与改进设计,具体内容包括：采用MSP430单片机改进了光交叉连接控制模块；增加了上层路由控制功能并进行了优化；增加了嵌入式Linux系统的功能；移植了Web服务器Boa；实现了Telnet远程登录。通过这些改进,大大提高了量子交换机的可靠性和吞吐能力。