随着计算能力的提高和量子计算机的研究和发展,基于数学复杂性的传统加密方法难以保持其安全性,而基于量子物理基本假设的量子密钥分配(QKD)方案在理论上被证明是无条件安全的。因此,量子密钥分配是在不远的将来保证通信安全的最有效方法。然而,在现阶段,量子密钥分配的实际系统离理想目标还有很大差距:实际器件的非完美性威胁着实际系统的安全性;目前多种密钥分配系统的密钥速率仍较低,难以支持图像视频信号的传输;实验系统仍只能够满足点对点量子密钥分配,多点用户的量子网络还在探索中。本文针对测量设备无关量子密钥分配的研究,主要工作分为以下三点:(1)提出了基于路径编码的测量设备无关量子密钥分配实验方案。测量设备无关量子密钥分配协议是通过将Alice和Bob均随机制备两组共轭基的四个态之一,并在测量端形成纠缠来探测双方密钥的一致性或相反性。多个研究小组已提出几种实验实现方案。在本文中提出的基于路径编码的实验方案运用路径的任意选择来编码量子态,该方案生成粗密钥的密钥率是类似结构下相位编码方式的两倍,并且方案中较少量使用光学器件,有效地减少了光路损耗,有利于延长通信距离。(2)提出了渐进步长迭代的信息盲协调协议。信息盲协调协议可以在不估计错误率的前提下完成Alice和Bob密钥信息的协调一致,但其在错误率较低的情况下,协议效率偏低;在错误率较高的情况下,迭代次数过多。为了完善上述两点不足,本文提出了渐进步长迭代的信息盲协调协议,通过每轮迭代中步长的渐进改变,在低错误率时提高协议效率,高错误率时减少迭代次数。(3)提出了基于无源光网络的量子网络构建方案。无源光网络中,所有光学器件都不会增加传输信号的能量,因此,为量子信号的传输提供了天然的合适的信道。而QKD能够分发无条件安全的密钥,也为网络中信息的安全传输奠定了基础。本文中,通过建立两条非联合的量子信道,并采用网络编码的方式,提出了在无源光网络中来构建了基于MDI QKD协议的量子网络。通过非可信中继的设想,来阐述了该结构的安全性,并给出了远距离双方实现共享密钥的流程。