量子信息科学是由量子力学和信息科学相结合的新兴交叉学科,近二十年来,量子信息科学在理论和实验上都取得了突破性的进展,如构建出绝对安全的量子秘钥分发、量子密集编码、量子隐形传态,尤其是最近提出的量子安全直接通讯。量子通讯技术的发展随着相关理论的研究和硬件技术的发展有了前所未有的进步,在通讯过程中,如何使信息在通信双方之间准确、安全、秘密地传输成为通讯技术的关键技术之一。量子安全直接通讯是量子通讯的一个重要分支,其基本原理是通过双方共享处于纠缠态的粒子,建立量子信道,然后发送方把幺正操作定义为她要传送的信息,根据传送的信息选择一种对其粒子进行操作。由于纠缠的性质,这种幺正操作必然引起接受方处的粒子发生相应变化,其后,接受方使用适当的测量基测量,从而确认发送方所作的幺正操作,即获得发送方发送给他的秘密信息,这就是所谓的量子安全直接通讯。本文致力于基于多维多粒子量子信道的量子安全直接通讯的研究,主要内容有:1、应用粒子次序重排,提出用三维量子信道完成量子安全直接通讯。在此基础上推广到受控直接通讯的情况。同时,提出用Cluster态作为载体,完成受控量子安全直接通讯。方案讨论了抵制窃听者破坏传输粒子的传输行为,提高通讯过程的安全性。2、研究并提出三种基于三维量子信道的量子对话和受控量子对话。方案中使用了粒子次序重排及纠缠交换等技术,保证通讯过程安全。