量子信息学是量子力学和信息科学相结合而产生的一门新兴学科。近几年来,量子信息在理论和实验上都取得了重大突破,如创造出绝对安全的量子密钥分配、量子密集编码、隐形传态等经典信息理论不可思议的奇迹。量子通信是量子信息的一个重要研究领域,包括量子密码、量子隐形传态和密集编码等。本论文主要研究若干量子通信的物理实现方案。 腔量子电动力学装置(CQED)是实现量子计算机和量子通信网络的重要物理系统之一,其主要思想是将俘获的原子约束在高品质腔中,把量子信息贮存在原子能态上,由于腔内原子都与腔模场耦合,导致了原子间相互作用。本论文讨论了腔QED在量子通信中的若干应用,主要工作有: 1、量子秘密共享的实现。为了降低对腔的品质因子的要求,在实现方案中让原子跃迁与腔场大失谐,腔处于虚拟激发,原子与腔之间没有能量交换,从而有效地压缩了腔泄漏效应。 2、量子纠缠纯化的实现。该方案中,原子囚禁于单边泄漏腔,利用绝热方法系统只在暗态空间中演化,原子在激发态上无布居,这使得原子的自发辐射大大受到抑制。我们利用从腔泄漏出来光子的干涉效应实现纠缠纯化方案,从而制备出远距离原子的最大纠缠态,这对量子通讯具有重要的意义。 3、量子纠缠态隐形传输的实现。我们利用GHZ态作为量子信道,而原子.腔系统经历绝热演化,然后对泄漏光子进行探测,从而实现纠缠态的隐形传输。