量子力学作为现代物理体系的基础理论，解释并预言了诸多的物理现象，大大推动了物理学的发展。量子力学具有许多特有的物理现象，而量子非局域性正是其中之一。量子非局域性这一概念最早于1935年由Einstein，Podolsky，Rosen三人提出初始想法，描述了无法用经典物理实在论解释的物理现象，经过八十余年的研究，其内容已经很丰富详实，具有了多个层次:量子纠缠、量子导引和Bell非局域性。本论文主要讨论研究量子导引这一物理内容。　　量子导引是介于量子纠缠和Bell非局域性之间的一种量子非局域特性，具有独有的非对称性，而这种非对称性能够进一步导致单向的量子导引。不同于量子纠缠和Bell非局域性，二者违背的经典物理模型分别为可分态和局域隐变量模型，量子导引则是无法用局域隐态模型解释的物理现象。自从2007年被重新定义之后，量子导引吸引了越来越多的国内外同行的研究兴趣，在理论和实验上取得了诸多的研究成果。　　研究量子导引能够使我们全面深入地理解量子非局域性这一量子力学基本内容，属于基础物理研究的前沿课题。同时，鉴于量子导引独有的非对称性，它在单向的量子信息处理方面有着得天独厚的优势，对构建非对称性的量子网络及单向的量子通信有着重要的潜在应用价值。本人在博士生阶段的主要工作是实验研究量子导引，在纠缠光源平台上完成了以下工作:　　1.基于非此即彼型判据实验验证量子导引　　非此即彼型判据起源于N.D.Mermin对Greenberger-Horne-Zeilinger态讨论的总结，它不再利用不等式来判定量子非局域性，而是通过直接展现量子非局域性与经典物理规则的最强违背，进而直观地展现量子非局域性。沿袭这一核心思想，量子导引的“非此即彼”型判据提出:在两比特纠缠系统中，导引的一端能够通过测量某一方向，使得被导引方归一化后的条件态是两个不同的纯态。此判据同样摆脱了使用不等式判据，提供了一种简易实现及验证量子导引的方法。在实验上，基于两光子纠缠系统，我们提出了处理此判据框架下实验误差的理论方法，同时利用50米光纤来延迟被导引方光子的到达时间，并利用自由空间光调制器来实现被导引方对导引方信号的响应，进而在逻辑上严谨地验证了量子导引。　　2.实验度量量子导引　　量子导引可以作为一种量子资源，能够很好地应用在量子信息领域，对其能力的大小进行度量具有十分重要的物理意义及应用价值。我们通过将局域隐态模型推广到超量子隐态模型，提出了“导引半径”的概念，并利用它来实验度量了量子导引能力的大小。导引半径直观地展现了量子导引与经典局域隐态模型的物理矛盾，深刻阐述了量子导引的物理内涵。　　3.实验观测量子导引的非对称性并进一步实现单向量子导引　　在应用导引半径的基础上，实验制备了一类非对称的两光子纠缠态，通过正交测量分别得到双方的导引半径大小，进一步观测到量子导引的非对称性。尤其是当一方的结果大于1，而另一方的结果小于或等于1时，单向量子导引很直观地呈现了出来。此工作揭示了量子导引在量子非局域性方面不同于量子纠缠和Bell非局域性的特殊性质，在量子力学基础方面及量子信息领域具有重要意义，同时也展示了量子导引在单向量子信息任务方面的应用前景。　　4.实验实现量子导引在子通道鉴别方面的实际应用　　量子导引不仅仅是基础物理研究中的概念，也具备十分重要的应用价值。在子通道鉴别方面，量子导引能够有效增强鉴别能力。同时，值得一提的是子通道鉴别方案为判定量子导引提供了一种充要条件。我们在实验上利用两光子纠缠态，实现了量子导引在子通道鉴别上的增强效应，并且验证了在子通道鉴别方案中能够充要地表征量子导引这一重要结论。本工作展示了量子导引作为一种量子资源能够应用在实际的量子信息任务中，并且区分了量子导引、量子纠缠和Bell非局域性三者不同的特性，鲜明地展现了三者之间的层次关系。　　基于本实验室的纠缠光源平台，我们开展了量子导引的实验验证、实验度量、非对称性观测、单向性实现及实际应用等工作，从验证、特性和应用等方面较为系统地研究了量子导引这一量子非局域内容，深刻阐述了量子导引的物理内涵，为其在量子信息领域的应用，尤其是在单向量子信息任务中的应用，奠定了基础。