基于远程分发的量子纠缠，远程态制备能够实现量子态的远程制备和操控，是实现量子态传输的一种重要方式。近年来，远程态制备取得了重要研究进展，相继实现了单量子比特、连续变量量子比特、压缩态、非高斯态和光学猫态的远程制备。本文简要介绍远程态制备的基本原理、离散变量和连续变量远程态制备的研究进展及其发展趋势。

在空间信道连续变量量子密钥分发（CVQKD）中，相干态调制体制与经典光通信设备通用性更强、与光纤信道兼容性更好，是未来空间信道CVQKD网络建设重要方案之一。针对湍流信道中光量子信号的扩束、吸收、散射、漂移以及本振光和量子信号之间的相位差抖动等效应，构建了湍流信道下CVQKD安全密钥率仿真模型，重点分析了湍流信道参数、相位延迟量和探测方式对系统密钥率的影响。结果表明：系统总过噪声与传输距离、本振光和信号光延迟时间、大气湍流强度等均呈正相关，大气湍流的增强会降低信道透过率，还会增大系统中断概率和过噪声，使系统密钥率迅速下降。外差探测在短距离传输时具有较高密钥率，零差探测可实现更远距离传输。仿真结果可为实际自由空间CVQKD系统的设计和优化提供参考。

实验演示了一台小型化的全光纤强度差压缩态光源。该光源采用色散位移光纤作为非线性介质，其脉冲泵浦光的重复频率约为50 MHz，具有结构稳定、体积小的优点。采用宽带宽差分探测器，在较宽的分析频率范围内对该光源的强度差压缩特性进行测量分析。结果表明：室温下该光源的频率小于65 MHz时，测得的强度差噪声低于散粒噪声极限；在频率为20 MHz处测到了约3.8 dB的强度差压缩。本研究为后续在时域上测量强度差压缩奠定了基础。

量子-经典信号共纤传输技术对实用化量子保密通信网络建设具有重要意义。针对经典光在光纤信道中的拉曼散射（RS）、四波混频（FWM）以及交叉相位调制（XPM）等非线性效应对量子信号的噪声干扰，构建了量子-经典信号共纤传输连续变量量子密钥分发（CVQKD）系统的安全密钥率仿真模型，重点分析了经典光功率、信道间隔和探测方式对系统噪声和密钥率的影响。结果表明，在近距离传输时，FWM噪声占主导地位，在传输距离大于10 km时，XPM噪声大于RS和FWM噪声。系统总噪声与经典光功率正相关，与波分复用信道间隔反相关。零差和外差检测下，随着传输距离的增加，安全密钥率整体变化趋势接近，零差检测方式具有更大的极限传输距离。该研究工作可为实用化量子-经典信号共纤传输CVQKD系统的优化设计提供参考。

连续变量纠缠态光场是实现量子计算、量子通信和量子精密测量的重要量子资源。 轨道角动量复用是增加量子通信信道容量的一种有效方式。我们利用铯原子系综中的四波混频过程制备了轨道角动量复用的连续变量纠缠态光场, 并实验证明携带l=1,?2阶轨道角动量的EPR纠缠态光场可以获得与l=0模式的EPR纠缠态光场相同的纠缠度。此外, 我们采用高斯量子失谐表征了携带 l=0,?1,?2阶轨道角动量光场的量子关联, 并研究了其在损耗信道中的演化。结果表明轨道角动量复用光场的高斯量子关联在损耗环境中具有鲁棒性。研究结果为利用轨道角动量复用的连续变量纠缠态光场实现高信道容量量子通信提供了参考。

为提升自由空间量子通信系统性能, 以相敏放大器(PSA)和相位非敏感放大器(PIA)原理为基础, 研究了在量子通信系统接收端分别加入PSA、PIA后的高斯调制连续变量量子密钥分发(CVQKD)模型, 推导了相应的安全密钥率公式。当信号波长分别为810 nm、1550 nm和3800 nm时, 仿真分析了系统受到集体攻击和个体攻击情况下接收端采用零差检测和外差检测时安全密钥率与距离的变化关系, 对比了相同条件下PSA、PIA对系统性能的提升效果。仿真结果表明: 当接收端分别采用零差检测、外差检测时, 系统相应选择PSA、PIA时的性能更好。

连续变量压缩态光场在量子信息处理中占据重要的地位，其最有效的产生方式是光学参量振荡器。目前大多数研究集中于基模压缩态光场，而高阶模的相位分布以及强度分布相比基模更为复杂，基于不同阶模式的特点及正交特性，高阶模压缩光为量子通信与量子精密测量等领域带来广泛的应用前景。本文介绍了基于光学参量振荡器制备连续变量高阶模压缩态光场的实验研究进展，阐述了目前常用的两种产生高阶模压缩态光场的方式，包括运转于高阶模OPO和基模压缩光结合模式整形装置。

块平均参考相位估计算法能够有效降低连续变量量子密钥分发的相位补偿噪声方差。为了使块平均参考相位估计算法的性能达到最优，根据相位漂移变化的数学模型，从理论上分析了该算法的均方误差特性，并得到最优的块长度取值。仿真结果表明：最优相位估计可使系统的相位补偿噪声方差降低72%，从而最大化提升安全密钥的成码距离。

连续变量量子密钥分发 (CV-QKD) 协议的一个重要组成部分是数据协商。在连续变量量子密钥分发的多维协商协议中引入了极化码, 提出了两种不同的基于极化码的多维协商协议。该协议包含多维协商和极化码纠错两个组成模块。利用多维协商模块可将原始长密钥分为多个 d 维向量组, 每组向量经过归一化、球面化和旋转处理变为二进制密钥串。而利用极化码纠错模块, 通信双方可共同分享冻结位置信息和冻结比特值, 实现基于极化码的逆向数据协商。该协议的可行性通过数值仿真得到了证明, 与现有的极化码逆向协商协议相比, 该协议可以在纠错成功率保持不变的条件下获得更高的协商效率。