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。

20世纪90年代, 对于激光泵浦非线性晶体产生的纠缠双光子对之间的空间关联基本物理特征, Klyshko提出了一种有效场的描述方法, 称为超前波(advanced wave)。这样双光子光学的问题容易由传统的单光子光学来理解, 这也是人类认识自然规律的基本方法。但超前波解释成立的前提需要光路传播的脉冲响应函数满足一个基本关系, 本文对该基本关系成立的理论基础进行了讨论。

量子纠缠态是量子计算与量子通信的重要资源。量子行走中的条件行走操作是非局域算符, 导致行走者和硬币之间产生纠缠关联。对于演化操作随时间不变的有序量子行走模型, 纠缠关联与系统演化操作、初态以及演化时间都有关。分别计算了这些因素对纠缠熵的影响。计算结果表明当选择合适的演化操作和初态时, 经过较少步数就能得到最大纠缠态。所提出理论方案通过在空间不同位置添加相位因子, 为实验制备高维纠缠态调控提供了更加易于实现的方法。

1981年，Caves教授首次提出“压缩态”的概念，并指出利用压缩态光场可以提高激光干涉引力波探测的灵敏度。在过去的四十年，压缩态光场不仅成功用于突破标准量子极限的引力波探测、位移测量、位相测量等量子精密测量领域，而且基于单模压缩态制备的双模压缩态和多组份纠缠态也在量子计算、量子通信等量子信息处理中扮演着重要的作用。本文简要介绍了压缩态光场的基本概念、制备、探测方法及其在量子精密测量、量子通信、量子计算中的应用进展。

非局域色散消除是量子纠缠光源的非经典效应之一, 在量子信息科学中有着重要的应用。详细介绍了非局域色散消除的概念、研究意义以及近几年国内外的发展状况。对频率纠缠光源的非局域色散消除、Franson干涉仪中的非局域色散消除、Hong-Ou-Mandel干涉仪中的局域色散消除等3种情况的研究进展进行了对比分析。在此基础上, 对量子色散消除的研究前景进行了展望。

基于腔量子电动力学（QED），通过双光子过程，提出了一种制备三粒子singlet态的简单方案。一个最初处于激发态的Ξ型三能级原子依次与三个处于合适态（真空态和单光子态）的腔场发生共振作用，通过选择原子与腔场之间的相互作用时间并对原子态进行探测，可以获得具有最大保真度的singlet态。分析和讨论了该方案的可行性以及原子-腔场的耦合常数对保真度的影响。结果表明，在失谐量等于零的情况下，耦合常数越大，保真度对原子与腔场相互作用的时间越敏感。

量子微波兼具量子信号的量子特性以及微波频段信号的中远距离传播的能力, 在通信、雷达、导航和定位等诸多方面具有广阔的应用前景。本文针对目前在量子微波接收方面的研究相对较少的现状, 总结和分析了量子微波的特性及其接收方法。首先, 介绍微波单光子、纠缠微波光子对以及压缩态和纠缠态微波场的特性和制备方法; 然后, 重点梳理和总结量子微波在量子雷达以及相关物理系统中的接收方法、检测方法、和研究现状; 最后, 指出量子微波接收技术中存在接收端探测信号较弱、微波频段量子纠缠态检测技术不够成熟, 以及量子检测算符有待进一步最优化等问题。针对这些问题, 梳理了几种降低接收端的噪声, 提高探测信号的信噪比, 以及基于纠缠见证的路径纠缠微波检测方案, 从而完成了量子微波从制备到接收的一个完整链路的梳理工作, 希望能为量子微波发射和接收系统技术的发展提供一些参考。

为进一步研究三方远程态制备 (TRSP), 提出了一种不同于已有 TRSP 类型的新方案。该方案为受控三方循环远程态制备的一个推广, 且可修改为一个双向与一个单向受控远程态制备的混合方案。该方案给出了十粒子纠缠信道的产生方法, 并指出在监控者的控制下, 三方中的任何两方都能联合为第三方制备一个任意单粒子态。所提方案融合了受控远程态制备和联合远程态制备的思想, 有较高的安全性, 且所采用的前馈测量策略使得其成功的概率为 100%。此外, 该方案所涉及的受控非门、Hadamard 门 和 Pauli 门以及单粒子测量在现代技术下是可以物理实现的。

提出了一个缀饰态方案来快速制备两原子四维纠缠态。 在方案中,在量子芝诺动力学的帮助下, 系统的哈密顿量可以简化为一个简单的三能级系统的有效哈密顿量。首先在有效哈密顿中加入一个合适的修正哈密顿量,然后恰当地选择一套缀饰态作为基矢,通过巧妙的幺正变换,可以在缀饰态表象下构建一个新的哈密顿量来消除非绝热耦合进而构建绝热捷径,当满足边界条件时就可以快速制备两原子四维纠缠态。

提出了一种可控量子隐形传态与远程制备相结合的新 方案,结合了两种量子信息通信方式。在该方案中, Alice和Bob既是发送者又是接收者, Alice、Bob和Charlie共享一个九比特量子纠缠态作为量子信道。在Charlie的控制下,通过一系 列投影测量操作, Alice可以传送一个未知的任意单比特量子态给Bob, 与此同时, Bob还可以远 程制备任意已知的两比特量子态给Alice。与其他此类型的混合方案相比,所提方案中远程制备 的量子态从单比特提升为两比特,分析与推理表明所提出方案的成功率为100%。