量子信息学是量子力学和经典信息学结合的一个交叉点。作为一个新兴学科,它在信息领域的研究中发挥了极为重要的应用。在量子信息学中,信息载体是微观粒子,因此它具有与经典信息学截然不同的性质,其中最重要的一条性质就是无条件安全性。由于量子信息学具有的这种无条件安全性,它得到国内外研究者的广泛关注和飞速发展。本论文研究以下几个问题：给出了常见量子密钥分配协议的一种全新设计的量子线路模型；在传统量子安全通信中,通过多次应用载体粒子,使其能传递更多的信息；在考虑到现实通信环境下,针对信道噪声设计的一种可以抵抗噪声因素的高效量子安全通信方案。在量子通信中,通信效率直接决定了量子通信方案的适用性。对于通信载体,如何对此进行开发,使其可以一次或多次携带更多的信息,是一个非常值得研究的问题,在本论文中,我们根据数学计算和推导,设计出一种能使通信载体传递两次信息的通信方案。从效率上来说,比以往的通信效率提升了近一倍。在实际通信环境下,信道噪声是无法避免的。噪声因素会对量子系统的状态产生干扰,改变量子原有的状态,产生错误率,从而严重影响到正常的量子通信,所以在量子通信的研究中需要考虑噪声带来的影响。本论文在基于高效通信方案的基础上,对通信载体进行了选择,使其可以抵抗信道中存在的噪声因素,同时确保通信方案原有的高效率。