纳米机械振子是纳米尺度的机械系统，相对于传统的机械系统，纳米机械系统通常具有超高的品质因子、超高的振动频率，超轻的质量，超高的灵敏度等优越的性质。此外，基于它的众多优点，纳米机械系统可以用于力和质量的探测，由于纳米机械振子兼具宏观物理的经典性质和微观物理的量子性质，这不仅使其迅速成长为量子光学和纳米技术交叉形成的前沿研究热点，而且让它成为研究宏观物理量子性质的理想平台，还使纳米机械振子在精密测量领域拥有巨大的潜在应用价值。特别的，当一个光学谐振腔的一端可以移动时，便形成了目前研究比较热门的纳米光机械系统（也称为光力腔系统）。基于纳米光机械系统的超快、超慢光以及非线性效应越来越多的应用在量子通讯、全光开关、信息传输等领域。可以断言，随着纳米光机械系统的广泛应用，量子力学在今后将会逐渐渗透到其他学科。在本文中，我们理论研究纳米光机械系统的量子特性及其在量子通信网络中的应用。　　论文的第一章是绪论，主要介绍光学谐振腔、纳米机械振子以及光力腔系统的基本概念、应用及其发展历史和研究现状，以及在当今研究领域占有的地位。　　第二章，介绍与我们研究密切相关的基础理论，具体包括原子系统中的量子干涉和相干效应、相干布居数囚禁、单模腔肠的衰减、Heisenberg-Langevin方程、光学腔耗散的输入输出关系等。　　第三章，基于纳米机械振子与高品质光学腔耦合系统中，我们首次发现可调的双模光机械诱导透明现象，理论证明并用实验参数模拟，利用其光机械诱导透明特性，可以用来精密测量耦合强度。在该方案中，研究发现有如下优点:1:通过调节库伦耦合强度可以选择透射光的频率;2:两透明窗口的距离随着耦合强度的增大而线性增大;3:对光学腔的衰减具有强的鲁棒性。　　在第四章中，我们提出实验可行的多通道单光子路由方案。在该方案中，通过调节带电纳米振子之间的库伦耦合强度便可以实现单光子路由到三个不同出口，相对于已存在的路由方案，我们的方案有如下优点:1:模型结构简单，易于实验实现;2:其中两个出口的光子频率是可选择的;3:由于单光子对热噪声非常敏感，我们讨论了量子噪声及热噪声对其影响，并发现在温度为20mk的情况下可以忽略其影响，可实现高效率（接近于1）路由。　　第五章，利用超导微波腔与光学腔耦合共同的纳米机械振子，理论实现微波频域与光学频域之间跨频域双向多出口单光子路由，通过控制微波强度可以选择路由单光子频率，反过来，同样也可以通过控制光学强度路由微波信号;更重要的是可实现微波信号到光学信号跨频段的信号路由输出。　　第六章，利用超导库珀对盒子与纳米机械振子耦合系统的特性，实现微波控制的快慢光效应，并发现转换泵浦光与库珀对盒子的频率失谐量，便可以实现慢光到快光的有效转换。　　最后一章，在总结上述工作的基础上，并展望光机械腔系统的未来发展前景。