量子相干调控在过去的几十年引起了广泛关注,并取得了许多显著的研究成果,特别是在量子信息处理领域,量子相干调控是实现量子计算,量子保密通信的重要手段。量子相干调控的核心思想是通过改变外界条件,如电场、磁场,将量子系统从初始态激发到目标态上。一般而言,实现这种对微观物质的控制包括两种方法,一种是对控制场弛豫时间相当敏感的精确控制方法,如拉比振荡；而另一种是对弛豫时间不敏感的布居数演化绝热路径方法,如受激拉曼绝热过程。本文将通过对现行物理系统(运动量子点、液氦表面电子、超导约瑟夫森节、原子与腔相互作用系统)的研究,利用量子调控的基本方法研究量子计算基本逻辑门的操作,并且制备量子保密通信所必备的单光子源,研究内容主要如下：在第二章,我们研究了表面声波输运单个电子的运动过程,当表面声波的波长与其准一维运动通道的长度相近时,表面声波束缚单个电子而势阱可以看成是一个运动量子点,而处于其势阱中的电子具有量子化能级。我们提出利用运动量子点最低两个能级来编码量子比特,从而实现量子计算。对于单量子比特逻辑门操作,我们通过精确控制静电场的势能,使电子在最低两个能级之间产生拉比振荡,从而实现布居数的反转。对于两量子比特,我们通过在不同准一维通道中邻近运动量子点之间的库伦相互作用来实现基本的i-swap门操作。而对于量子信息的读出,我们可以利用实验上首次观测单电子隧穿效应的方案来实现。在第三章,我们研究了液氦表面电子的束缚过程,提出用Stark啁啾绝热过程实现液氦表面电子的量子相干调控。不同于Planzman等人提出的用精确控制外场弛豫时间的方法实现量子逻辑门的操作,Stark啁啾绝热过程在实现量子逻辑门操作中,对外场弛豫时间并不敏感,并且能更有效地实现布居数的完全反转。我们同样用电子在束缚势中的最低两个能级编码量子比特,并且利用电子之间的库伦相互作用实现了基本的i-swap门。一般Stark啁啾绝热过程的实现需要在绝热条件限制下才能实现,但是在一定的控制场下,我们研究了在绝热条件违背的情况下,Stark啁啾非绝热过程同样能实现量子逻辑门的基本操作。在第四章,我们研究了耗散对量子相干调控的影响。以Stark啁啾绝热过程实现超导约瑟夫森节的基本量子逻辑门操作为例,我们研究了实际存在的耗散效应是怎样影响Stark啁啾绝热过程的调控效率。在系统与环境弱耦合的情况下,Stark啁啾绝热过程依然可以有效实现量子逻辑门操作,绝热路径之间的跃迁效应对逻辑门操作的影响很小。但是在强耦合情况下,系统布居数的演化将受到严重破坏。在第五章,我们研究了原子与单模腔相互作用产生单光子的过程,与利用原子自发辐射和拉比振荡的方法不同,我们提出用绝热捷径方法有效控制系统布居数的完全反转。通过引入一个辅助控制哈密顿量,在原有受激拉曼绝热过程的基础上,我们有效实现了单光子Fock态的制备。并且研究了耗散对绝热捷径的影响,我们的结果显示绝热捷径具有很强的抗噪能力。