量子信息科学是利用量子体系的独特性质对计算、编码、信息处理和传输过程给予新的诠释、开发新的、更为高效的信息处理功能的一门学科,它是量子力学与信息科学相结合的产物,主要包括量子计算和量子通信两个领域。目前人们正在对多种物理体系进行量子计算探索,其中离子阱体系具有囚禁时间长,相干时间长和可扩展等优点,成为最有希望实现大规模量子计算的体系之一。本文主要介绍了我们在线形离子阱系统中所开展的工作,主要包括线形离子阱控制系统的优化与改进、离子的俘获和补偿：环境磁场的补偿与Zeeman谱线的扫描,实现边带冷却与分析Rabi谱线和Ramsey谱线以及验证海森堡误差扰动关系等,具体如下：1.为了提高实验精度和便于今后实验工作的开展,我们设计了一个精度更高、功能更强大的FPGA时序控制电路,并在此基础上编写了一套基于LabVIEW的上位机控制程序。2.对离子进行微运动补偿,使离子温度冷却到Doppler冷却温度极限附近；在已设计好的磁场线圈中利用Hanel效应对环境磁场进行补偿,随后使用窄线宽的729nm激光进行扫描,在弱磁场下获得40Ca+离子4S1/2←→3D5/2跃迁的十条Zeeman谱分量。3.调节好各参数,在大磁场和大帽电压下实现了40Ca+离子的边带冷却,以及对边带冷却后的加热率进行了探索,然后还分别对Rabi谱线和Ramsey谱线进行了扫描与分析。4.利用单个离子通过联合测量来验证海森堡误差-扰动关系。