量子密钥分发是利用量子力学的基本原理来产生和发布密钥，以解决经典密码学在密钥分发方面存在的无法克服的缺陷，从而保证密钥在发布过程中的绝对安全，进而实现通信双方所交换信息的绝密。量子密钥分发的理论、实验研究是当前非常热门的量子信息研究领域中的一个重要部分。论文报道了本研究小组致力于量子密钥分发技术的理论研究以及在光纤系统上实现的具体工作。 在理论研究方面，本文提出了一个基于Mach-Zehnder干涉仪和Sagnac环路的新型全光纤量子密钥分发实验方案，并详细讨论了光纤量子信道中的偏振控制。本文的方案结合了以往多种光纤量子信道的优势，能够自动补偿光纤中的双折射效应以及在传送过程中与偏振有关的损耗，保证了系统的抗干扰能力。 在实验方面，本文初步实现了基于上述方案的长距离量子密钥分发。在工作波长1310nm，传输频率500KHz，通讯距离25km的实验条件下，获得了99.4％以上的单光子干涉对比度，系统保持了长期的稳定性，说明该系统可以实现高速率、长效稳定、低误码率的量子保密通信实验。实验系统中的大部分模块为实验小组自制，包括相位调制器的驱动、单光子探测器以及数据采集处理系统等。