量子信息理论是一门新兴交叉学科,它是将经典信息理论推广到量子世界的必然的结果。从二十世纪末开始,由于其在军事、科学和产业上巨大的潜在应用价值,量子信息理论已经引起了科学界和产业界的高度重视,各国政府也已经在这方面的研究中投入了大量的人力和物力。量子信息理论包括：量子隐形传态、量子计算、量子密集编码、远程量子通信、量子密码术等等不同的研究领域。在量子信息理论中,由于量子关联作为一种量子资源在不同的量子任务中起着非常重要的作用,所以它成为了量子信息理论中近几年来理论和实验上研究的热点领域之一。对于量子关联的制备、存储、控制和传输等等方面的研究,科学家们主要是集中在一些具有量子比特可集成性的量子系统上来进行的,比如：腔QED系统,量子点系统、自旋系统、超导约瑟夫森结系统等等。其中,腔QED系统被认为是比较具有应用前景的量子硬件系统之一。本论文的工作主要包括两个大的方面,第一方面主要研究了存在耗散的情况下,腔QED系统中量子关联的动力学演化,以及利用动力学退耦合技术来防止或者最小化环境噪音对目标量子比特的影响。我们研究了两个原子分别与两个独立的耗散腔相互作用系统中的量子谐错(quantum discord)的动力学演化。经过研究发现,在某些特定的初始条件下,腔QED系统中两原子间的量子谐错在一段时间内会保持不变,即两原子间将会出现从经典退相干到量子退相干的突然转变现象。这里值得指出的是这段量子谐错保持常量的时间,对于基于量子关联的量子信息任务来说是非常重要的。另外,当原子和腔场经过较长的相互作用时间之后,两原子间的总关联、经典关联和量子谐错都会趋于一个稳定的值,特别,对于不同的初始条件,如果我们选择合适的腔场耗散率与原子光场耦合强度的比值,那么两原子间的量子谐错将一直保持不变。我们还研究了两个原子与一个共同的耗散腔相互作用系统中腔场耗散对两原子间量子谐错的影响,研究发现对于不同的初始态,两原子间的量子谐错的动力学行为是非常不同的。接着,我们还研究了由腔场耗散诱导两原子间谐错的可能性,计算表明,随着时间的演化可以诱导出两原子间非零的量子谐错。如何延长量子谐错的转变时间对于量子信息科学来说是非常重要的,那是因为它可以提供更多的时间来实现量子信息过程。这里,我们提出了一个利用动力学退耦合脉冲来延长转变时间的方案。我们研究了在具有1/f光谱密度的有限温度的环境下两个量子比特之间的量子关联动力学演化。发现,两量子比特间也会出现突然转变现象,并且转变时间也就是两量子比特间量子谐错保持常量的时间与初态系数,量子比特与环境间的耦合强度和环境温度有着密切的关系。特别,我们可以通过动力学退耦合脉冲来延长突然转变的时问。此外,我们还考虑了基于光纤耦合腔场系统中纠缠和纠缠态的传输方案,通过对比不同初始参数对传输方案的影响,并从中找到了合适的初始参数以实现最优化的传输纠缠和纠缠态的方法。另一大的方面,我们研究了利用非线性克尔介质来控制和提高原子与原子之间的量子关联,以及在存在相位耗散的情况下,利用非线性克尔介质和偶极偶极相互作用来提高不同两体子系统间的稳态量子关联。我们首先研究了如何利用非线性克尔介质来控制和提高两个没有相互作用的原子分别与各自的腔场相互作用系统中两原子间的量子纠缠和量子谐错。研究表明在某些特定的初始条件下,纠缠会突然消失,也就是说纠缠会有一段时间为零。这段纠缠为零的时间对于基于量子纠缠的量子信息任务来说是非常不利的,所以如何消除这种现象也就吸引了大量研究人员的关注。这里,我们可以通过调节非线性克尔系数来减小两原子间的纠缠突然死亡的时间,也可以提高两原子间的量子谐错。特别,如果克尔系数足够大时,纠缠突然死亡现象将会消失。我们还研究了两个原子与一个共同的腔场相互作用系统中非线性克尔介质和偶极偶极相互作用对两原子间纠缠突然死亡现象和三粒子纠缠的影响。发现,非线性克尔介质和偶极偶极相互作用都可以削弱纠缠突然死亡现象,其中非线克尔介质的影响更为明显。其次,我们还发现我们可以通过调节克尔系数和偶极偶极相互作用强度的数值来调整系统中三粒子纠缠出现的时间。此外,我们在腔场存在相位耗散的情况下,研究了非线性克尔介质和偶极偶极相互作用对系统中量子关联动力学的影响。发现可以通过应用非线性克尔介质来压制两个没有相互作用的原子分别与各自的腔场相互作用系统中相位耗散的影响从而改善两原子间的量子谐错。我们还可以通过调节克尔系数和偶极偶极相互作用强度来改善两个原子与一个共同的腔场相互作用系统中腔场相位耗散的影响从而提高系统中任意两个子系统间的稳态量子谐错。