量子纠缠和压缩态在量子通信领域占据着非常重要的地位。同时,它们作为量子力学和量子信息极为重要的资源被广泛应用于量子计算、量子通信、量子精密测量等领域。近年来,固态系统与光学腔的完美结合衍生出许多有前景的系统,例如量子点与光学腔耦合系统以及氮空位中心与微环共振腔耦合系统。由于在室温下也具有较长的相干时间,氮空位中心与微环共振腔耦合系统被广泛地应用于量子信息处理以及固态量子计算。融合是制备大尺度纠缠态的一种有效途径。如何在具体的实验装置中不使用复杂的多比特受控门,实现大尺度的W态的融合方案引起人们广泛的关注。在光学腔系统中,腔光力系统是在宏观尺度上处理量子力学根本问题的典型系统。它能够有效地将宏观物体与量子力学中的微观现象紧密的联系在一起。最近,在腔光力系统中实现机械振子的机械压缩吸引了研究者们的兴趣。本文主要在不使用复杂的多比特受控量子门的情况下,研究如何在氮空位中心与微环共振腔耦合系统中实现大尺度W态融合,以及在不可分辨边带机制下讨论腔光力系统中如何实现机械振子的机械压缩。利用金刚石中的氮空位中心与微环共振腔耦合系统,提出了有效的非局域自旋电子和极化光子的W态融合方案。提出的方案,可以将n比特和m比特的W态(m,n≥2)融合在一起,得到(m+n-1)比特的W态。与现有的基于受控量子门的融合方案相比,本方案结构更加简单且不需要复杂的受控量子门。对方案的可行性以及方案的最优资源消耗进行分析和计算,结果表明,与之前的方案相比,提出方案具有更高的保真度以及更低的资源消耗。本方案对于大规模固态系统的纠缠制备和量子信息处理任务具有重要的意义。基于氮空位中心与微环共振腔耦合系统,提出了自旋电子的反事实W态融合方案。与目前提出的融合方案相比,本方案可以在参与融合双方不传输粒子的情况下,实现(n+m-1)比特的大尺度W态融合。此外,方案不需要复杂的受控量子门。对方案的循环次数以及保真度的数值计算表明,本方案能够以较高的保真度完成,同时对基于固态量子系统的反事实量子信息处理提供了可能。利用机械振子的固有非线性,研究如何在存在频率调制的标准腔光力系统中实现机械压缩。当腔场的衰减率或系统的有效耦合强度过大时,通常很难在标准光力系统中产生机械压缩。在提出的方案中,通过对腔场和机械振子的频率调制,实现在标准的光力系统中打破可分辨边带机制和弱耦合区域的机械压缩。方案从物理本质上进行详细的数值分析,并阐述了利用频率调制实现更好的机械压缩的原因。分析发现,对比没有频率调制的标准光力系统,在存在调频的情况下,可以实现超过3 d B的强机械压缩。此外,所提出的方案即使在标准光力系统的不稳定区域也同样可以实现机械压缩。本方案为研究不受系统稳定性限制的强耦合区域以及不可分辨边带机制限制的量子效应开辟了新方向。利用频率调制,在含有简并参数放大器的腔光力系统中实现在不可分辨边带机制的机械压缩。本方案数值模拟了调制参数对系统的影响,结果表明,在系统存在频率调制时,斯托克斯加热过程可以通过调节调制参数被单独地调制。另外,频率调制的引入使得机械振子的机械压缩可以不受可分辨边带机制的限制,即当腔场的衰减率大于机械振子本征频率时依然可以有效地实现机械压缩。