量子态的相干叠加是量子力学的重要特征之一,也是量子力学不同于经典物理描述自然界的独特方式。多体量子系统的量子相干叠加体现了纠缠的本质,被认为是量子光学、量子信息、固体物理和纳米热动力学中奇异物理现象的形成原因。近年来,利用量子相干性原理和性质研究生物系统中的有关现象也吸引了一些科学家的注意。虽然量子相干性是被广泛认可的一个重要概念,但把量子相干性作为物理资源的严格理论最近才得以提出,在量子相干性资源理论框架的基础上,量子相干性资源问题已成为当前理论物理研究中的一个热点问题。由于量子系统相干性的性质和潜在的广泛应用,量子相干性资源的理论和实验研究具有重要意义。论文在已有研究的基础上讨论了单体量子系统和复合量子系统的相干性资源理论有关问题,探讨了量子系统相干性调控的有效措施,主要内容有:1.对有关相干性资源的文献进行了综合和梳理,明确了相干性资源的理论框架。简单介绍了量子相干性资源目前的应用范围,如热动力学、量子计量、量子信息等,介绍了不同量子任务中对单体量子系统和多体量子系统的各种非相干操作,明确了量子系统相干性作为资源的3个条件以及相干性度量的4个基本要求,以及在此基础上的3个相干性度量的附加要求。总结了近来文献提出的相干性度量的不同方法,根据相干性度量的基本要求和附加要求分析了这些方法的有效性,结果表明,在非相干操作中只有相对熵相干性、形成相干性及l1标准相干性是有效的相干性度量方法,但形成相干性适用于混合量子态系统,l1标准相干性适合于单体量子系统和X型量子系统。2.单体量子系统相干性产生.非经典关联问题。首先研究了量子系统相干性转化为量子纠缠,分析了量子系统相干性转化为量子纠缠的必要条件。在受控非门作用下,量子系统相干性转化为纠缠的初始态条件为:控制比特为相干态,目标比特为非最大相干态,另外,需要满足的附加条件是相干消耗大于0。在此基础上分析了利用受控非门制备量子纠缠态的可能和条件。其次,讨论了量子系统相干性转化为量子discord,分析了量子系统相干性在受控非门作用下转化为量子discord的初始态条件,该条件和产生量子纠缠的初始态条件相同,但相干消耗条件是大于或者等于0,分析了利用受控非门制备量子关联态的可能和条件。3.多体量子系统中量子相干性与纠缠和量子discord的关系。通过对一些特殊的多体量子系统量子态所具有的相干性、纠缠和量子discord的计算和分析,发现对于相对熵基础的相干性、纠缠和量子discord,总有相干性大于等于量子discord,量子discord大于等于纠缠,即C(ρ) ≥ D(ρ) ≥E(ρ)。在相干性、纠缠和量子discord的度量方法不同的情况下,相干性大于等于量子discord和纠缠,但量子discord不一定大于等于纠缠。4.分析了量子系统相干性动力学演化规律。利用典型的量子信息衰减噪声通道,研究了量子系统量子相干性、量子纠缠和量子discord动力学演化行为,发现在相同度量方法和不同度量方法情况下它们的演化行为都不一致。特别是量子相干性,不同度量方法演化行为完全不同。研究了在耗散环境中量子系统相干性的演化和调控,发现量子系统的相干性消失过程,也是量子相干性转移过程,对量子系统的弱测量能影响量子系统的动力学演化行为。5.根据量子系统纠缠保护的有效措施,提出了一种量子系统相干性保持和保护的方法。利用弱测量的方法分别研究了量子系统在不同的典型非耗散马尔科夫消相干通道中相干性保持和保护问题,发现当满足一定弱测量条件情况下,利用弱测量可以在一定概率情况下实现单比特和多比特量子系统相干性的保持和保护。