量子信息学作为一门量子力学与经典信息科学的交叉融合产生的新兴学科，已经成为近年来最让人激动的科学进展之一。在通信安全问题日益严重的今天，量子信息学为经典信息科学的发展提供了新的思路。量子密码学是以量子粒子作为信息载体，以量子力学和经典密码学为基础的一种新型密码体制。量子密码学已被证明可以保证通信的绝对安全。量子安全通信无疑具有非常重要的战略意义和理论研究价值，并将在未来信息安全领域中发挥重要的作用。　　 本文围绕量子信息学领域中的若干热点问题开展了理论研究工作。在研究分析已有量子通信协议的基础上，提出了一些新的量子通信协议，并从诸多方面对所提出的协议进行了详细分析。研究目的主要包括两个方面：一是在分析和研究各种量子通信协议的基础上提出传输效率更高，量子密钥分配更安全的量子通信协议；二是针对一些量子通信协议的具体应用展开研究，分析协议的安全性和公平性等问题，并提出相应的解决方案。　　 在量子密钥分配方面，本文基于Einstein-Podolsky-Rosen对和纠缠交换，提出了一种新的量子密钥分配协议。该协议与已有协议相比具有通信效率高、不需要经典信息交换等特点，同时该协议还能保证量子密钥的安全性。而且，该量子密钥分配只需要通信双方中的一方制备量子资源，所以可以有效降低通信系统的复杂度。　　 在量子直接通信方面，本文对双向量子直接通信协议做了详细分析，并介绍.了信息泄露的问题。在研究和分析的基础上，本文提出采用随机初始态的改进方案解决了信息泄露的问题。　　 在量子通信协议的具体应用方面，本文对量子拍卖协议进行了详细分析，指出了该量子拍卖协议可能导致拍卖不公平的安全隐患，并设计了后验证机制以保证量子拍卖协议的安全性和公平性。本文提出的后验证机制也可以确保量子直接通信的真实性和可靠性。