量子信息学是量子物理学与信息科学相结合的产物，是国际上新近建立的一门新兴交叉学科。量子信息学主要包括：量子态的操控与制备、量子隐形传态、量子通信与量子光通信、量子编码与量子密集编码、量子克隆与量子概率克隆、量子算法与量子计算、量子控制与量子识别、量子测量与量子非破坏测量、以及量子纠缠与纠缠交换等研究领域。其中，量子纠缠与量子交换是当前国际量子信息学学科领域的一个十分活跃的前沿研究课题，对这一课题进行深入探讨具有重大的学术价值和广阔的应用前景。 本文利用全量子理论，对原子-腔场相互作用系统的量子纠缠与纠缠交换问题进行了深入系统的研究。主要结果如下：(1)对三粒子GHZ态和W态进行了详细分析。给出了一种特殊的三粒子纠缠态的制备方案，并对其量子纠缠特性进行了详细讨论。(2)研究了两粒子处于EPR态的纠缠双能级原子与单模相干态光场相互作用过程中纠缠控制与纠缠交换问题。(3)研究了三个处于GHZ态的纠缠双能级原子与单模相干态光场相互作用过程中的纠缠控制与纠缠交换问题。(4)研究了三个处于W态的纠缠原子与单模二项式态光场相互作用过程中光场二阶相干度的时间演化特性和光场量子场熵的时间演化特征。 本文的研究结果，对于人们进一步从实验上实现量子态的操控与制备、以及纠缠信息的操控与交换等，具有重要的理论指导价值。