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。

连续变量量子远程传态在构建连续变量量子计算以及量子信息网络中发挥着重要作用。在实际的通信过程中, 由于周围环境的干扰, 量子纠缠通常会和周围的环境发生相互作用, 从而导致纠缠度减弱, 进而影响量子信息的正确传送, 导致隐形传态保真度的降低。实用的通信系统, 不是简简单单地从一个点到另一个点, 而是一个复杂的网络。因此利用多组份的纠缠态光场建立复杂的量子网络是必需的。本文利用四组份GHZ纠缠态光场来构建量子隐形传态网络, 得出该网络系统下传送量子态的保真度公式, 并仿真出不同压缩参数下增益因子对保真度的影响关系曲线, 仿真结果表示: 每一个确定的压缩参数都有一个最大保真度值, 对于确定的压缩参数r, 保真度随着增益因子的增大呈现先增大后减小的趋势。压缩参数r越大, 量子态恢复的保真度越好。当增益因子取值不合适时, 即使压缩参数比较大, 其保真度也无法达到较高要求。

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。

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。

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。

携带轨道角动量 (OAM) 的光束理论上拥有无限个相互正交的本征态, 因此可以作为独立信息传输光束促进大容量经典光通信的发展。在量子信息领域, 近年来高维量子系统因为有更大的信道容量和更强的抗噪声能力引起了研究人员的极大兴趣, 而光子 OAM 出色的维度拓展能力使其成为实现高维量子系统的重要手段。综述了光子 OAM 传输的研究进展, 重点介绍和分析了自由空间、光纤以及水下等多种传输方式下 OAM 量子叠加态和纠缠态分发工作, 并对实际应用中面临的问题和潜在的解决方案进行了阐述, 可为相关领域研究者提供参考。

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。