量子纠缠可以追溯到Einstein、Podolsky、Rosen和Schr(o)dinger讨论量子力学的完备性而提出的一种奇特的量子现象。后来，Bell意识到量子纠缠导致了量子力学与经典物理在实验上可以验证的差异。最后，随着量子信息理论的出现，量子纠缠被认为是一种重要的量子资源，它在量子密码、量子隐形传态、量子计算和量子计量学等领域都有广泛的应用。随着量子控制在实验上的迅猛发展，这使人们对量子纠缠理论和实验的兴趣日益增长，目前许多实验也致力于产生和操控量子纠缠。　　一个量子纠缠系统通常被定义为量子态不能分解为各子系统态的直积形式的量子系统，也就是说，整个系统不可分割，各子系统之间是相互关联。对于一个量子纠缠系统，我们在描述其中一个子系统的状态时必须考虑其它子系统的影响。一个复合系统的量子态总可以表示为各子系统量子态的叠加形式，这种复合系统量子态的叠加就说明该系统处于量子纠缠态。多个量子系统可以通过各种类型的相互作用产生彼此间的量子纠缠，并对部分系统在实验上得到了实现。然而，与系统发生相互作用的外部环境会导致整体系统发生量子退相干，从而破坏量子系统原本存在的纠缠，例如，量子测量会导致纠缠消失。　　目前，许多物理系统中的量子态都可以被操控，这些系统包括光学光子、微波光子、激光冷却的离子和原子、以及人造原子和宏观的机械振子等。但是，没有任何一种系统可以同时实现传感器、计算机和安全通信网络这些量子技术，也没有任何一种系统能将这些技术与现有的经典设备连接。因此，一个重要的尝试是将不同物理系统的优势结合构造杂化量子系统。　　近来，由多个物理系统组成的杂化量子系统已经取得了重大进展，这些杂化量子系统结合了两个或多个物理子系统的优点，同时又弥补了各子系统的不足。特别地，由固态自旋系统和超导量子比特系统组成的杂化量子模型，为研究有趣的量子光学现象和量子信息基础科学提供了一个理想的平台。固态系统中自旋量子比特由于可用于存储和传输量子信息而引起了人们广泛的兴趣，又因为这些特殊自旋与环境的相互作用较弱，因此其相干时间通常很长。例如，金刚石氮空位(NV)中心在常温下其电子（核）自旋具有较长的相干时间。更重要的是，NV中心具有同时耦合各种外部场（例如光场和微波场）的能力。　　本文研究了由两个超导磁通量子比特和单个NV中心自旋系综组成的杂化量子系统。通过利用纠缠动力学方法和量子测量方法来详细研究纠缠制备和纠缠转移。本论文总共包括五章。第一章简要介绍了量子纠缠的相关背景信息和研究现状。　　第二章主要介绍了一些重要的量子系统以及与本论文相关的一些基本概念和基本方法，主要包括:约瑟夫森结;超导量子比特;金刚石中的NV中心;量子纠缠的概念;量子纠缠度量和保真度基本理论。　　第三章首先从理论上构建了一个由两个超导磁通量子比特和单个NV中心系综组成的相互作用模型，利用中岛变换方法获得了该相互作用系统在大失谐条件下的有效哈密顿量，并求得了该量子杂化系统在色散条件下的近似解析解。然后，详细研究了不同初态情况下两超导磁通量子比特和单个NV中心自旋系综之间的量子纠缠动力学，表明利用这一量子杂化系统的动力学可以产生三量子比特的W类态。对于两磁通量子比特具有初始纠缠而NV中心处在基态和一个磁通量子比特与NV中心具有初始纠缠而另一个磁通量子比特处于基态两种不同初态情况，研究了整个系统的两体和三体纠缠动力学，表明系统的两体缠动力学具有周期性，通过调节系统之间的耦合强度、频率失谐等参数可以调控两体缠动力学的周期，发现系统的演化过程中系统总的三体剩余纠缠保持为零。　　第四章研究了单激发条件下系统中两体量子纠缠的转移过程，利用动力学调控方法和量子测量方法可以实现从NV中心与第一个量子比特之间的量子纠缠向NV中心与第二个量子比特之间的量子纠缠以及向第一个量子比特与第二个量子比特之间的量子纠缠转移，从而实现量子纠缠的分发。系统地研究了杂化纠缠向杂化纠缠转移、杂化纠缠向非杂化纠缠转移和非杂化纠缠向杂化纠缠转移三种纠缠转移过程，发现通过控制系统的参数和演化时间不仅可以实现量子态和量子纠缠的转移，而且在一定条件下可以实现量子态的完全转移和量子纠缠的放大。此外，本章还研究了双激发条件下系统中两体量子纠缠的转移过程，研究表明利用动力学调控方法和量子测量方法可以实现从两个量子比特之间的非杂化量子纠缠向NV中心与量子比特之间的杂化量子纠缠的转移，从而实现非杂化量子纠缠向杂化量子纠缠的分发。发现通过控制系统的参数和演化时间不仅可以实现非杂化量子纠缠向杂化量子纠缠的转移，而且可以产生量子纠缠的放大。与单激发条件下的量子纠缠放大相比较，发现双激发条件下量子纠缠放大具有更大的放大能力。　　最后一章简要总结本文的主要研究结果和对今后工作的展望。