量子计算理论向我们展示了诱人的前景,然而要真正实现有实用价值量子计算机,我们仍有一些条件没有达到,目前的实验技术条件制备的量子比特往往还不能同时具有良好的相干性和集成性。另外,还有一个重要的问题需要我们更深一步探索,那就是,当我们把很多量子比特集成在一起的时候,如何可以更好的进行量子计算。本文主要介绍了我们在多体系统中关于量子计算、调控与量子关联三个方面的研究工作,主要包括：(1)我们提出了一个用超导Josephson结量子比特实现一个自包含的量子制冷机的方案。这个制冷机系统中包含三个量子比特,分别充当待降温目标、制冷机和热机的角色。通过调节适当的共振条件,这三个量子比特可以从直接的两体作用产生等效的三体相互作用。另外,通过向这三个量子比特输入不同强度的电流噪声,我们可以为它们提供不同的等效温度,从而不需要其他外加调控就可以使这个制冷机系统得以持续工作。(2)我们演示了在一个由Josephson磁通量子比特搭建成的阵列上用隧穿的方法进行量子计算的过程。这个是一个具有拓扑序的系统,它基态空间的简并度与阵列上穿孔的数量有关,即与阵列的拓扑有关。我们演示了如何在这个简并空间中对逻辑量子比特进行编码,并通过施加适当的外场,驱动准粒子沿特定的非平庸路径运动,从而完成对逻辑量子比特的操作。原则上,在这个系统上可以进行通用的量子计算。(3)我们研究了在拓扑相变系统中的量子关联,包括一维的和二维的系统。我们发现,在二维的拓扑相变系统中,局域的量子关联会完全消除,而一维系统中的局域量子关联则一直保持非零,但也是被强烈的压制的,这说明拓扑序系统的量子关联主要存在于整体上。我们认为这种性质是由拓扑相系统中的局域变换对称性带来的。