物理学作为一门实验科学,整个理论框架都需要经过实验数据的检验,因此测量也就成了物理学最基础的概念之一。量子信息是最近几十年蓬勃发展的物理学分支之一,它将量子力学和信息理论相结合,以量子态作为编码信息的载体,从而获得超越经典的计算速度、安全性或测量精度。为获得编码于量子态中的信息必须进行量子测量。量子测量在理论中往往被表述为一个算符,具有很多与经典测量不同的性质,例如测量会对量子态造成影响等等。从本质上讲一个测量由多个投影算符构成,每个投影算符会把量子态投影到一个子空间,而测量的含义则是鉴别量子态属于哪一个子空间。与经典世界不同的地方在于量子态之间可以不正交,因此测量无法完美鉴别量子态,只能构造合适的测量尽可能区分不同的量子态,这种问题被称作量子态鉴别。在量子信息领域中,常常需要把量子态作为物理参数的载体。根据物理参数对量子态进行态转换,再鉴别量子态从而提取参数信息,因此量子态鉴别又往往与参数估计密不可分,成功鉴别量子态是参数估计的前提。本文主要研究量子态鉴别相关问题及其在参数估计中的应用,并探讨了相关策略的实验实现方案,为其应用推广打下基础。主要研究成果如下:1.针对多人信息分配场景下的双态鉴别问题给出最优鉴别策略。将互信息进行拓展,并构造一组特殊的序列弱测量,从理论上证明了利用该序列弱测量可以提取所有的互信息,而不会有信息被破坏或遗留。最后利用高质量纠缠源和级联的马赫-曾德尔干涉仪分别作为预报单光子源和序列弱测量实验装置,在实验中验证了该策略在线性光学平台中的实际效果。2.通过模拟计算发现构造的序列弱测量对量子态并不敏感,即不会因为鉴别量子态的改变而过多影响其提取信息的能力,并且通过改变测量的强度参数可以在不破坏信息的同时很方便地调节每个人所能获取的互信息量。上述特性将有助于该策略在实际应用场景中的推广。3.将量子自检测概念与量子态鉴别策略相结合实现可信的量子远程传感方案。传统远程传感方案要求远程站点人员将测得数据传输到本地服务器辅助判断,但远程服务器待传输的数据可能被窃听并篡改。我们将量子非局域性引入远程传感方案中,通过量子纠缠态转化过程将待测参数信息编码于部分纠缠态,再利用量子自检测方案确定转化后量子态的具体形式从而估计出待测参数。由于局域操作无法伪造量子非局域性,因此该方案可以抵抗窃听者对远程服务器的攻击获得可信的远程传感结果并具有部分设备无关性。我们还将该方案应用于矿产资源勘测场景中并研究了实现该方案的光学实验装置。