量子盲签名作为量子密码的重要组成部分，近年来备受关注，半量子协议为量子盲签名走向实用化提供了可行性方法。结合半量子概念和抵抗集体噪声的逻辑粒子，提出了免疫集体噪声的半量子盲签名协议。在协议中，只有签名方Charlie具备完整的量子能力，这使得该协议对量子资源的依赖大幅降低。通过安全性分析可以证明：本协议能够抵抗内部攻击、纠缠测量攻击和截断重发攻击等，实现了部分密钥的可复用性，同时能够扩展到量子签名网络，实现跨区域的量子签名。

量子安全直接通信（QSDC）突破了传统保密通信的通信方式，不需要提前准备密钥就可以直接通过量子信道进行秘密信息的传输。但是在实际的量子通信系统中，窃听者Eve对于测量设备的攻击会导致秘密信息的泄露，而且这种窃听不会被侦测到。此外由于现在的量子传输方式仍然以光纤传输为主，所以无法避免光纤传输过程中噪声的影响，在这些噪声中以集体退相位噪声和集体旋转噪声影响最甚。为解决这些问题，提出了两个分别可以抵抗集体退相位噪声和集体旋转噪声的测量设备无关的QSDC协议，通过不可信第三方的测量进行信息的传递，解决了窃听者对于测量设备攻击的问题，同时通过无消相干子空间来避免集体噪声的问题，通过分析发现该协议可以有效抵抗攻击，实现绝对安全的通信。

量子通信中信道噪声将会影响信息传输的可靠性和有效性。设计了2个能够分别抵抗集体退相位噪声和集体旋转噪声的可控量子对话(CQD)协议。分析表明: 该协议不仅可以避免集体噪声的影响, 具有更强的实用性, 还可以避免信息泄露, 且能有效减少控制方的在线时间, 同时能够抵抗外部和内部攻击。

近年来,如何消除量子通信中集体噪声的影响已成为一个亟待解决的问题。针对目前免疫集体噪声的量子密钥协商协议的量子比特效率偏低问题,分别提出了两个改进的免疫集体相位噪声和集体旋转噪声的量子密钥协商协议。这两个协议主要利用逻辑量子态、延迟测量技术、幺正操作和多粒子纠缠态的相关性,确保通信双方能够公平地建立一个共享密钥。协议的量子比特效率高达27.27%,有效改进了现有免疫集体噪声的量子密钥协商协议。

近年来, 量子通信成为一个比较活跃的研究领域。由于理论上的无条件安全性以及实际应用中的可行性, 量子密钥分配是量子通信中非常重要的组成部分。而集体噪声信道下的量子密钥分配协议一直被广泛研究。本文提出一种改进的集体噪声信道下容错的量子密钥分配协议, 以及一种可行的密钥协商方案。本协议的量子比特效率达到28.57%, 是所有针对集体噪声容错的量子密钥分配协议中最好的, 由此提高了量子密钥分配时的效率。