1、量子糾纏是量子物理非常顯著的特征之一。量子糾纏是量子信息學(xué)中重要的基本資源，并且還能驗(yàn)證量子力學(xué)的基本問(wèn)題。量子糾纏在量子信息學(xué)中的兩大領(lǐng)域——量子計(jì)算和量子通信中有著廣泛的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的兩比特邏輯門通常是指受控非門（CNOT），這種邏輯門的實(shí)現(xiàn)實(shí)際上就是將兩個(gè)量子比特糾纏起來(lái)的過(guò)程；而量子通信實(shí)際上可以理解為異地量子糾纏態(tài)的制備，操縱及測(cè)量。值得說(shuō)明的是，正是因?yàn)榱孔蛹m纏的特性使得量子計(jì)算和量子通信具有區(qū)別于經(jīng)典計(jì)算和經(jīng)典通信的

2、優(yōu)越性。因此，對(duì)于量子糾纏的定性和定量以及制備各種量子糾纏態(tài)的研究是非常有意義的工作。人們對(duì)量子糾纏態(tài)的制備做了大量的研究工作，到目前為止，已經(jīng)在多種物理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了各種量子糾纏態(tài)的制備。例如：光子之間糾纏的實(shí)現(xiàn)，原子－腔相互作用實(shí)現(xiàn)原子以及腔場(chǎng)的糾纏，利用囚禁離子產(chǎn)生糾纏態(tài)，在BEC（Bose-Einstein condensates）中糾纏態(tài)的產(chǎn)生，以及量子點(diǎn)間糾纏的制備等等。本文介紹并總結(jié)了人們?cè)谠蛹m纏態(tài)、光場(chǎng)糾纏態(tài)及囚禁離子糾

3、纏態(tài)制備的研究中取得的進(jìn)展，并提出了基于原子－光場(chǎng)系統(tǒng)相互作用兩個(gè)多能級(jí)原子最大糾纏態(tài)、三個(gè)場(chǎng)模糾纏的W態(tài)、多個(gè)光場(chǎng)糾纏的GHZ態(tài)的制備以及基于囚禁離子系統(tǒng)糾纏態(tài)的制備方案。本文的主要工作包括以下內(nèi)容： 1）研究了兩個(gè)四能級(jí)Ryberg原子與單模腔場(chǎng)相互作用的動(dòng)力學(xué)特性，提出了一個(gè)方案，即：利用腔場(chǎng)虛激發(fā)以及附加經(jīng)典場(chǎng)的激發(fā)使處在非共振腔里的兩個(gè)四能級(jí)Ryberg原子產(chǎn)生一個(gè)最大糾纏態(tài)，用這個(gè)方案也可以得到兩個(gè)N能級(jí)(N>4)

4、Ryberg原子的最大糾纏態(tài)。當(dāng)事先調(diào)制好初態(tài)的兩個(gè)原子同時(shí)通過(guò)腔場(chǎng)時(shí)，原子實(shí)際上只是被激發(fā)了，在原子與腔場(chǎng)之間沒(méi)有能量的交換，從而原子攜帶的量子信息也不會(huì)損耗。 2）研究了單個(gè)原子與多個(gè)腔中光場(chǎng)相互作用的動(dòng)力學(xué)特性，提出了一個(gè)制備多個(gè)腔中光場(chǎng)GHZ態(tài)的制備方案。該方案是基于一個(gè)三能級(jí)原子與多個(gè)腔中光場(chǎng)發(fā)生共振相互作用，通過(guò)控制相互作用的時(shí)間以及最后對(duì)通過(guò)腔場(chǎng)原子狀態(tài)的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在該方案中，既可以使用V型三級(jí)原子也可以使用級(jí)

5、聯(lián)型三能級(jí)，最終都可以得到多個(gè)光場(chǎng)糾纏的GHZ態(tài)。 3）研究了單個(gè)原子與三模腔場(chǎng)相互作用的動(dòng)力學(xué)特性，提出了一個(gè)在無(wú)介質(zhì)的高Q腔中產(chǎn)生三個(gè)場(chǎng)模W態(tài)的方案。該方案是基于一個(gè)四能級(jí)原子和具有三個(gè)場(chǎng)模腔場(chǎng)相互作用，通過(guò)控制相互作用時(shí)間以及對(duì)原子最后狀態(tài)測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。用這個(gè)方案也可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)場(chǎng)模W態(tài)的制備。 4）提出了一個(gè)制備任意多個(gè)囚禁離子的疊加運(yùn)動(dòng)相干態(tài)的方案。制備的疊加運(yùn)動(dòng)相干態(tài)在位相空間呈一直線分布。該方案還能用來(lái)制備任