随着量子力学以及信息学的快速发展，人们将两者完美地结合起来，形成了如今非常热门的学科——量子信息学。它将量子力学的一些特性，如非定域性、叠加原理以及不可克隆原理等，很好的运用到了信息学中，通过操控量子态来实现信息的存储、传输、处理以及提取。量子计算和量子通信作为量子信息学的两个重要分支，得到了快速的发展。并且，这两个分支都是以量子态的制备和操控为基础的。因此，众多的科研工作者对如何在不同的量子系统中实现量子纠缠态的制备及操控做了大量的研究。　　常见的量子系统有:腔量子电动力学，超导，离子阱，量子点，核磁共振、光学等系统。在众多的物理实现系统当中，光学系统的快速发展以及光学系统本身所具有的一些优点，如可操作性强，不易受环境的影响，信息易于传输等，使得它成了一种较为理想的处理量子信息的系统。但是它的不足之处在于，光子之间不易发生联系以及产生相互作用。然而，非线性交叉克尔介质的使用便很好地解决了这个问题，最终使得光子之间能够产生联系并发生相互作用。但是，天然的克尔介质的非线性强度较小，难以达到我们的需求，因此，人们便采取各种方法来提高它的非线性强度，最终，人们发现多能级原子电磁效应透明能够帮助我们得到有效的克尔效应。　　本文主要讨论了如何在光学系统中实现W态的融合，并取得了如下的成果:　　(1)利用非线性交叉克尔介质及量子点-腔耦合系统实现两个W态的融合　　我们提出了一个新的方案，来实现两个由光子偏振态编码的W态（或者Bell态）的融合。我们的方案利用非线性交叉克尔介质，线性光学元件，量子非破坏性测量（QND测量）以及量子点-腔耦合系统代替了以前方案中使用的光学量子逻辑门，并且，在不使用辅助光子的情况下，也能取得较高的成功概率。因此，我们能够解决以前方案的不足之处，并且使得我们的方案更加的有效。通过对资源损耗的研究，我们发现利用循环的线性增长方式和融合大小相似的W态的方式，对应的资源损耗最低。在与其他的方案进行资源损耗的比较和实验可行性的分析当中，我们发现了该方案的资源损耗较低，并且，能够在现有的实验条件下实现。　　(2)利用光学系统实现多个W态的融合　　同样地，利用非线性交叉克尔介质，线性光学元件以及量子非破坏性测量，我们提出了另一个方案。它不仅能够实现两个W态的融合，还能够实现三个以及四个W态（或者Bell态）的融合，而且本文方案的装置图要比以前方案的简单。虽然说，我们的方案在实现两个W态的融合时，可能不如方案[1]有效，而且在实现三个W态融合的时候，最多也只是达到了和方案[2]相同的成功概率。但是，我们的方案不仅不需要难以实现的光学量子逻辑门，而且不需要任何的辅助光子。此外，在实现四个W态的融合时，优化后的方案则能够获得比方案[3]更高的资源利用率。还有，我们的方案可以被推广到N个W态的融合。