量子纠缠和非局域性是量子信息处理中重要的物理资源,也是量子信息学中最基本的概念。量子纠缠在量子隐形传态、量子通信、量子计算等方面具有重要的作用,而非局域性则在量子密码学等方面具有重要的应用。而纠缠和非局域性都易受到环境的影响而降低,同时考虑到只有纠缠程度高的量子态才可以保证量子通信的质量,所以需要对实际的非最大纠缠态进行蒸馏操作。通过LOCC(local operation and classical communication)的方法可以提高纠缠态的纠缠度。与纠缠类似,我们也可以对非局域性通过局域操作等方式进行蒸馏。非局域性蒸馏和纠缠蒸馏也有不同之处,即在蒸馏过程中纠缠蒸馏需要局域操作和经典通信两个条件,而非局域性蒸馏只允许局域操作,不允许经典通信。本论文主要围绕纠缠蒸馏和非局域性蒸馏问题进行讨论,主要开展了如下研究工作：一、提出了远程混合纠缠光子态的蒸馏与扩充方案。纠缠蒸馏的被蒸馏状态是混合纠缠态Collins-Gisin态。首先讨论了纠缠蒸馏的主要过程,在纠缠蒸馏过程中加入辅助光子,利用非破坏性测量实现纠缠蒸馏；其次是对Garbage States的再蒸馏过程；最后比较蒸馏前后的保真度变化范围得出结论；适当调整初始保真度和辅助光子参数的范围可以提高纠缠；二、研究了局域操作的方法对多粒子纠缠态的蒸馏方案。利用广义测量的方法讨论了振幅衰减GHZ态和振幅衰减W态的纠缠蒸馏,分别讨论了两方实施POVM的情况和三方都实施POVM的情况。结果表明这两种情况都能得到比较好的蒸馏效果。除此之外,还分析了纠缠前后非局域性的变化,得出的结论是通过纠缠蒸馏这个过程可以揭示出GHZ态和W态的真正三体非局域性；三、在腔QED中设计了两种能够实现非局域性蒸馏的物理方案。利用腔辅助的原子与光场的相互作用以及原子与腔场的大失谐相互作用,设计出非局域性蒸馏过程中的关键操作模二加运算的物理实现过程,进而实现了非局域性蒸馏。