如何实现高维纠缠态的纠缠检测是量子科技理论和实验研究的一项重要内容。传统的基于保真度的纠缠见证并不能适用于检测所有种类的纠缠态, 且其测量组合的数目也并非最优。通过在光子的时间片自由度上制备出两体三维最大纠缠态, 在使用传统纠缠见证无法认定其纠缠性质的情况下, 采用基于凸优化理论的纠缠检测方法对该量子态的纠缠维度进行检测。结果表明, 凭借新方法可获得更有效的测量方案, 能够高效准确地认证目标态的纠缠维度, 并将传统纠缠见证实验所需的 15 组测量组合减少 至 6 组。

利用高维最大纠缠量子态作为信道, 提出一种不对称受控双向隐形传态方案。 通信双方 Alice、Bob 和控制者 Charlie 事先秘密共享纠缠态, 用于构建量子信道。通信开始后, 根据纠缠粒子的分发方式以及对测量基的不同选择, 通信双方 Alice 和 Bob 可以在控制者 Charlie 的监督下, 以一定概率分别将一个高维单粒子态和一个高维二粒子态传送给对方, 进而通过对测量基的优化进一步提升传输成功概率, 使得传输成功概率从 1/d 提升到 1, 最终实现完美隐形传态。所提出方案中只使用广义贝尔基测量及单粒子测量, 在物理上容易实现。改进后的方案中, Charlie 可以对两条信道进行控制, 提高了方案的安全性。

量子盲签名作为量子密码学的重要组成部分，近年来受到了越来越多的关注。提出了一个基于两粒子和三粒子最大纠缠态的量子盲签名方案，利用量子纠缠特性实现了消息盲化，并借助量子相干性原理进行了消息恢复。所提方案利用量子逻辑门对量子态进行操作，实现了两比特经典信息的量子态表示。最后证明了该方案满足不可否认性、不可伪造性和盲性。基于量子密钥分发和一次一密技术，所提方案的无条件安全性得到了保证，且与现有其他方案对比，该方案有较高的签名效率。

实现不同的量子信息过程通常需要不同的纠缠态，一个特殊的五粒子纠缠态已被证明可用于量子隐形传态、量子态共享以及量子密集编码等多个量子信息过程。 基于腔量子电动力学，提出此特殊五粒子纠缠态的制备方案。选择原子和腔场处于一定的初始态，让多个原子在腔场中发生相互作用，选择相互作用时间， 通过经典的幺正变换实现将五个原子制备于特殊的纠缠态。整个制备过程中原子和腔场之间没有能量的交换，无需进行任何量子测量， 这使得该方案在实验上更易实现。

提出了一种多控制者的双向量子隐形传态方案。在该理论方案中有三个控制者协助通信,纠缠资源为最大七粒子纠缠态,其中通信者Alice和Bob以及三个控制者预先秘密共享最大七粒子纠缠态以构建量子信道。三个控制者的参与提高了通信的安全性,同时也避免了执行三粒子联合测量的复杂性。在通信过程中,首先Bob对自己密享的粒子执行酉操作,接着通信方各自对自己手中的粒子执行Bell基测量。假如控制者同意双方通信,便对自己手中的粒子执行单粒子测量并将测量结果通过经典信道传输给通信者。通信方分别结合控制者所公布的测量结果做相应的酉操作,这样便能完美地实现双向量子控制隐形传态。

本文通过一系列的双量子位逻辑门构造非对称多体量子纠缠态。以此态作为量子隐形传输通道,利用全局幺正操作和定域性测量,我们可以让未知态在任意一个接收端重现,从而实现量子信息一对多的网络式传输。同时,充分考虑实际量子系统的局域环境噪声对量子传输效率的影响。

利用制备的三光子偏振广义Greenberger-Horne-Zeilinger纠缠态，测量了三体纠缠度、Svetlichny不等式和广义Greenberger-Horne-Zeilinger态的密度矩阵.根据密度矩阵计算了三体纠缠度，测量得到了广义Greenberger-Horne-Zeilinger纠缠态的纠缠和非定域性之间的关系.结果表明：在实验误差范围内，三体纠缠度的实验测量值和理论值一致；Svetlichny算符的期望值和理论计算结果具有较好的一致性；体系非定域特性和体系的纠缠程度密切相关，当纠缠度减小时，非定域性减弱.

两组份纠缠态光场是量子信息和量子计算的基本资源，随着研究的深入发展，为了完成更高效的量子信息处理，必须首先获得高纠缠度的两组份纠缠态光场。而通过操控实现纠缠光场纠缠度增加是目前提高纠缠光场质量的一个行之有效的办法。相干反馈控制由于不会带入额外噪声至光学参量系统的特点已经被实验证明可以用于压缩态光场压缩度的增强。理论计算增加了相干反馈系统的非简并光学参量放大器输出的两组份纠缠态光场的量子关联噪声与各系统参数的关系，并详细分析了各参数对相干反馈纠缠增强的影响，为进一步获得更高纠缠度的两组份纠缠态光场提供参考。

提出了一种利用两粒子最大纠缠态和三粒子部分纠缠态作为量子通道, 成功实现量子隐形传态的方案,其中作为通道的三粒子部分纠缠态可以由一般的GHZ态经过 一个H门和CNOT门得到,并且与以往一般的三粒子通道相比,它可以传输更多的信息给接收者。 发送者Alice在以Bell基为底的基础上对手中的粒子进行测量,然后把测量结果通过经典信道告 诉控制者Charlie, Charlie以非最大纠缠Bell基为底,对粒子进行测量,把结果告诉接收者Bob, 最后Bob对粒子进行相应的幺正变换,即可得到最初态。此方案采用非最大纠缠态作为量子通道, 在Charlie的控制下,有可能实现传输概率100%的完美传输。