量子密码从提出理论设想到如今建立起实用的密钥分发系统，在并不是很长的时间内，取得了令人瞩目的发展与进步。在国外，英国BT买验早已实现量于密钥传输，传输距离达55 km。国内由于起步较晚和硬件上的一些限制，量子密钥技术的研究还处于发展阶段。原BB84协议存在的一些问题，在学术界引起来越来越多的讨论与研究，其中就包括密钥分发速度、身份认证、通信安全性问题。　　 在BB84密钥协议中，量子通信实际上由两个阶段完成：第一阶段通过量子信道进行量子通信，进行密钥的通信；第二阶段在经典信道中进行，主要负责密钥的协商，探测窃听者是否存在，然后确定最后的密钥。量子密钥协议的无条件安全性能主要建立在量子不可克隆定理和海森堡的测不准原理两大理论基础之上，也正是由于量子的这两种特性导致在BB84协议中存在了传输效率低下、操作复杂、假冒身份攻击等方面的问题。鉴于此在BB84基础上提出了一个改进的量子密钥协议（以下简称“改进协议”）。本论文研究了这个改进协议的特性，包括光子利用效率，各种窃听角度下的误码率和平均互信息量性之间的关系。　　 流行的量子密钥协议往往存在着经典信道，而经典信道通常是最容易被攻击利用的。本文提出的协议使用与BB84协议一样的测量基，设计了一条具有回路的量子信道，这使到消息的发送和接收能同时由一方完成，由于发送与接收只由一方完成，带来了以下好处：改进协议的光子利用效率达到100％，效率是流行的偏振类量子密钥协议的两倍或更高；避免了容易被攻击的经典信道。改进协议通过预共享密钥方法进行身份认证，因为在量子密钥分发的同时完成收、接双方的身份认证，避免了攻击者跳过身份认证直接发送密钥的弊端；与BB84协议不同的是，改进协议采用消息摘要的方法验证消息是否被篡改或窃听，由于消息摘要使用了预共享密钥进行一次一密加密，攻击者无法篡改，从而保证安全。　　 我们还对改进协议进行了信息论研究：在量子检测中使用量子测量信道的概念，并以此计算了量子保密通信中攻击者所能获得的信息量，从而为合法者的安全通信和对攻击者的检测提供理论依据和标准。　　 该协议具有一些同类协议所不具有的优点，同时在国内尚未见到具有回路设计的量子密钥协议的报导。因此，本论文具有创新性。