As comunicações quânticas estão rapidamente integrando-se às redes de fibras ópticas, entretanto muitos desafios de engenharia ainda existem para essa aglutinação. Esta tese discute algumas soluções práticas para a melhoria de aplicações reais em comunicações quânticas em fibras ópticas. No primeiro experimento uma fonte de pares de fótons emaranhados não-degenerados, de banda-estreita, empregando conversão espontânea paramétrica descendente (CEPD) é utilizada para demonstrar a viabilidade da distribuição quântica de chaves (DQC) através de 27 km de fibras ópticas, com o canal de sincronismo presente na mesma fibra com uma separação de 0.8 nm em comprimento de onda. A outra demonstração utilizou uma fonte heráldica de fótons únicos também baseada em CEPD para a realização de DQC através de 25 km de fibras ópticas com a utilização do protocolo de decoy states pela primeira vez. Houve também um estudo dos impactos gerados por ruído Raman espontâneo causado por um canal óptico clássico presente na mesma fibra que o canal quântico. Um protocolo para gerar números verdadeiramente aleatórios em um sistema de DQC independente da taxa de transmissão do sistema é proposto, e um experimento prova-de-princípio demonstra a idéia. Finalmente um sistema de controle automático de polarização é utilizado para a realização de uma sessão de DQC através de 16 km de fibras ópticas utilizando codificação em polarização, mesmo sob a presença de um embaralhador rápido do estado de polarização.