通信网络是满足人们远距离条件下信息传递需求的一项重要技术,而随着通信技术的日益发展,作为量子通信网络中的核心部件,量子路由器逐渐引起了研究人员的关注。如同在经典通信网络中发挥着巨大作用的路由器,量子路由器的重要性也不言而喻。然而,目前量子路由器的研究还处于刚刚起步的阶段,许多方面还有待研究人员的深入探索。在这一背景下,本文探讨了两种量子路由器的实现方案。论文主要研究内容如下:(1)提出了一种基于GHZ态的量子路由器策略,并详细介绍了该策略的路由操作机制。首先利用处于最大纠缠的三粒子GHZ态作为纠缠资源,分析研究了量子路由操作。此外,我们又探索了基于非最大纠缠的三粒子GHZ态的量子路由策略,通过增加一个辅助粒子,可以完成信号的量子路由。最后探讨了通过将经典前馈与量子操作结合起来,原则上可以使量子路由器的成功概率提高至100%。(2)主要通过线性光学系统,研究了基于GHZ态的量子路由器的物理实现方案。首先以三光子的GHZ态作为信号路由的“桥梁”,分析了两输出端口的量子路由器模型。针对未来复杂量子网络的适用性,又对此方案进行了扩展,探索了n输出端口的通用量子路由器模型。研究表明,虽然输出端口数增加了,但是路由器的成功概率却并未因此而改变,是一个与n无关的常数。(3)在结合文献[Yuan X X,et al.Scientific Reports,2015,5:12452]的基础上,我们对文献[Lemr K and?ernoch A.Optics Communications,2013,300:282]和[Lemr K,et al.Physical Review A,2013,87(6):062333]中的可编程量子路由方案进行了改进,增加了可编程装置,简化了结构,同时提高了成功概率。此量子路由方案的核心是通过两个控制非门操作,使输入信号被路由到输出模的相干叠加态上,其中每个输出模的空间自由度与可编程控制参数有关。之后在此路由器模型的基础上,又分别对多qubit以及多级路由策略进行了研究。