随着人们之间的交流越来越便利,需要交换的信息也与日俱增,对信息的安全性也越发重视,量子通信就是在这种特定情况下的产物。量子通信是二十世纪八十年代兴起的一门集量子论和信息论为一体的新型交叉学科,至今已经有近三十年的发展历史。它是基于量子纠缠的理论,主要包括量子保密通信、量子隐形传态和量子密集编码等。量子纠缠作为量子通信的核心,它的实现就显得尤为重要,而腔量子电动力学是公认的最有前途的方案之一。本文研究的内容涉及量子纠缠的制备、量子隐形传态和量子保密通信。文章共分四个章节,以下是内容的概括和创新之处:第一章:介绍了量子信息学的诞生背景,并重点阐述了量子信息学的主要研究领域—量子通信,陈列出了量子通信近三十年在理论和实验上国内外的研究成果,并给出了本文的主要工作和研究意义。第二章:提出了目前理论最完善、发展最成熟的腔QED方案制备量子纠缠态。以EPR纠缠态的制备为例,提出了四原子W态和GHZ类态以及五原子布朗态的制备方案。这些方案成功的关键在于原子依次注入腔中的顺序和原子与腔的相互作用时间。其中,强经典驱动场下的大失谐方案制备五原子布朗态是实验上最易实现的。第三章:创新性的提出了一个基于四粒子GHZ态的受控量子隐形传纠缠二粒子的方案。由于控制方的介入,使得该方案的安全性得到保障。考虑到真正意义上的通信应该是双向的,从而进一步提出了基于六粒子最大纠缠的受控量子双向隐形传态方案。该方案中合法双方和控制方共享六粒子最大纠缠态,由于六粒子最大纠缠态有着比GHZ类态和W态更持续的纠缠性,因而该方案无论从安全性还是实用性角度都得到了很大的提升。俩个方案量子信道所用的都是最大纠缠态,因此成功率原则上都是100%。第四章:先后分别提出了基于Bell态和五粒子布朗态实现受控量子安全对话的方案。后者相对于前者,由于增加了纠缠粒子数和窃听检测步骤,使得后者的效率和安全性都得到了提高,达到了绝对的安全,是真正意义上的保密通信。