量子通信技术在近些年取得了突破性的进展,量子网络是实施量子通信的不可或缺一环。量子网络主要由量子节点和量子信道组成,波导是传输光信号的理想通道,光子是最佳的信息载体,因为光子具有传输快、耗散低和抗干扰能力强等特点。量子路由器用于控制光量子在不同的量子信道传输,因此,光量子在耦合波导中传输的量子路由成为目前研究热点。近些年提出的量子路由系统中,主信道到次信道的路由率小于0.5,这极大的影响了路由器的性能,因此设计高效路由且易调控的量子路由系统十分必要。基于此,本文提出几种耦合波导量子路由器模型,通过调节相关参数,实现对路由的有效调控。本文研究的主要内容如下:（1）提出宽带的高效路由器模型。在两个平行的波导中放置两个量子比特,将其中一个波导的一端放置一个全反射镜面,通过研究量子比特的相位和相应的耦合参数对路由的影响来调控高效路由并实现宽带传输。本方案设计的量子路由系统给提高带宽的量子路由提供可靠的理论模型。（2）提出两个波导耦合光力腔构建高效量子路由系统模型。对两个波导耦合到两个单模光力腔或一个双模光力腔的两种情况下分别具体的研究,结果表明,通过有效调控波导和光力腔的耦合,在谐振和非谐振的情况下,两个通道之间都可以实现单个光子的高效传输。因此,该系统在设计具有高路由能力的高效路由器方面具有潜在的应用。（3）提出三通道波导系统实现非对易路由模型。在带有反射镜面的双波导系统中耦合两个量子比特,研究了光子从三个不同的方向入射时量子比特的相位、耦合比例和失谐这些参数对量子路由器非对易传输效率的影响,并基于此设计了能够实现非对易高路由率的量子路由器。本方案在量子通信中为设计高效光学滤波器,二极管等提供有益的参考。（4）提出多端口的光子滤波器模型。在主线波导和多通道的下路波导系统中,通过多个量子比特作为中介来耦合这两个波导,构建多路由通道来实现滤波功能,调控耦合系数来实现高下载效率和低串扰的多通道滤波器。所设计的量子滤波器可在波分复用光通信系统中提供可能的应用。