量子信息科学是量子力学和信息科学相结合的一门新兴的学科,其目前的主要研究方向有量子计算和量子通信。量子纠缠态是研究量子通讯的基本物理资源,特别是多量子比特的量子纠缠态,经常用作量子通讯的基本信息编码,比如密集编码,秘钥分布,量子隐形传态及纠缠交换等等。量子纠缠态其独特的性质,使得量子计算机具备了很多经典计算机不具备的能力,比如并行运算能力,绝对保密能力等。因此量子纠缠态的研究对量子信息科学具有重要的意义。近年来,物理学者提出了许多制备纠缠态的物理方案,并在实验上获得了证实。腔量子电动力学(腔 QED)系统是实现纠缠态的制备的热门话题,主要是因为腔中囚禁的量子比特适用于作为静止比特,而与系统作用的光子适用于作为飞行比特,作为传递信息的载体。而腔QED和法拉第旋转机制相结合,使得许多量子信息处理在低品质腔内就可以完成。本文主要在腔QED系统中,利用法拉第旋转机制来实现量子Cluster态的制备。　　本文共分为五章。第一章介绍了课题背景。第二章介绍了量子信息的基础理论,包括量子比特、量子逻辑门、量子纠缠及其几种常见的纠缠态。第三章介绍了腔 QED的基本理论和法拉第旋转机制,包括 J-C模型、腔的输入—输出关系,法拉第旋转机制及其法拉第旋转角的调控。第四章是我们的研究工作,结合量子点—腔场与光场相互作用产生的法拉第旋转角,并取适当的法拉第旋转角以实现N量子点Cluster态和N光子Cluster的制备,此方案对腔的品质因子要求不高,也不需要很高的耦合强度,并且整个装置是在固态系统中完成。在制备N光子Cluster态时,只需在一个量子点—腔系统内就可以实现,充分利用了物理资源,大大降低了实验难度,为将来的系统集成提供了很好的平台。最后一章,对本文的工作做了个总结,并对量子信息科学的未来作了一个展望。