随着电子商务,移动支付等新兴业的快速发展,网络信息安全问题备受瞩目.在理论上,量子通信具有无条件的安全性和高效性,因而在信息安全领域有着重大的应用价值和前景,将逐渐走进人们的日常生活.本文主要围绕量子通信在量子隐形传态和量子态制备方面的相关协议进行了研究.以线性代数为工具,利用不同的量子资源和量子测量方法设计了三个量子通信协议.主要研究内容如下:1.量子隐形传态协议.利用非最大纠缠态,设计了两种三方参与的任意Bell型纠缠态的双向受控概率隐形传态方案.在第三方的监督下,通信双方可以利用投影测量,POVM测量,控制非门和酉矩阵变换,同时传送量子态给对方.如果没有控制方的允许,协议失败.当且仅当传输量子信道达到最大纠缠时,隐形传态的概率达到100%.2.量子态制备协议.以一个七粒子纠缠态作为量子信道,设计了一种量子双向受控联合远程制备方案.发送者Alice和Charlie想在Bob方远程制备一个量子态;与此同时Bob和David希望在Alice方远程制备一个单粒子态.制备过程中需要Fred的监督与协作.当且仅当所有参与者合作的情况下,才能以概率100%完成量子态的制备.该方案中只需要用到局部操作和经典通信,所以五方参与的方案在物理上是有可实现性的.3.星型网络下量子态制备.因为最大纠缠态会受外界因素影响而退化为部分纠缠态,所以提出了一种概率量子态制备方案.网络中任何两个用户节点没有彼此共享纠缠态,但可以通过纠缠交换技术建立纠缠,从而构建量子信道.通过Bell基测量,添加辅助粒子,实施特殊的酉矩阵,单粒子测量等一系列操作,以一定的概率成功实现任意单粒子态的单向和双向制备任务.