本文主要对光晶格体系中的多体自旋纠缠的实验实现和探测进行了研究。量子计算的实现基础之一是大量的纠缠量子比特,光晶格平台长期受限于成像分辨率以及较弱的单比特操控能力,其在量子计算方面的应用研究一直没有受到重视。近年来,得益于高分辨成像技术的发展,不同格点上单个原子的成像得以实现,光晶格中单原子的可操控性也获得了显著的提高。同时,光晶格中单原子填充的莫特绝缘相中原子数可以达到上百个,因此,基于光晶格体系的量子计算平台可以有很高的可扩展性。经过三维磁光阱,磁阱蒸发,光传输,光阱蒸发等步骤我们首先实现了铷87原子的玻色-爱因斯坦凝聚态的制备,并将原子装载到一维光晶格中获得多层的单片原子。在磁场梯度产生的位置依赖塞曼劈裂的辅助下,我们使用微波脉冲将其中一层原子选择出来,并使用共振光将其他层原子从系统中移除。经过Dimple光和磁场梯度的进一步蒸发,单层中原子温度进一步降低,并降低了整体的原子数,为实现格点占据数为1的莫特绝缘态创造了良好的条件。通过绝热升起二维光晶格势阱,我们实现了超流到莫特绝缘相的相变过程,并通过高分辨成像技术,确认了平均占据数接近为一的莫特绝缘相的成功制备,为自旋纠缠实验的展开创造了基础。自旋纠缠的实现离不开对不同自旋的操控能力,为此,我们设计并实现了自旋依赖超晶格,通过扫描微波谱验证了自旋依赖效应,并对超晶格双阱中的超交换过程进行了实验观测。在这些能力的基础上,我们设计了利用双阱中的（?）门实现一维自旋纠缠链并进行纠缠验证的实验方案,并在理论上进行了相关的模拟。通过这些工作,我们建立了一套具备优秀观测和操控能力的超冷原子光晶格实验平台,为未来进行更广泛的量子信息和量子物理的实验研究打下坚实的基础。