在量子信息领域,量子纠缠已经在多个不同分支中得到了普遍应用,例如:量子隐形传态,量子加密,量子机器学习,量子安全直接通信,量子密集编码等。量子信息处理的各个方案通常要利用高保真度的纠缠态来在量子节点之间建立起量子信道,使得量子纠缠已经成为量子信息处理的一种重要资源。而在远距离产生量子纠缠,是无法通过局域的操作及经典通信的方式来实现的。它依赖于在完成纠缠态制备之后,通过量子信道使用高效的纠缠分发方式来发送到远处。然而,在分发的进程中会无法避免地受到环境噪声的干扰发生退相干,使得纯的最大纠缠态发生变化,降低保真度。为了消除退相干效应的影响,有人提出了量子中继器的概念来减少信道噪声的影响并在距离较远的量子节点之间建立起连接。一个量子节点需要具有相干吸收、发出光子的能力以及相对较长的相干时间。另外,每个节点还可以进行纠缠纯化、浓缩或者量子纠错。近些年来,固态量子系统显示出了作为量子节点的优良性能,例如:量子点,氮空位(NV)色心和硅空位(SiV)色心等。特别是对于光子与固态量子系统之间的纠缠,由于其是一种既可以存储和操控光子态又可以进行通信的杂化系统,在量子信息处理领域具有较好的应用前景,吸引了很多学者关注的目光。然而固态系统中的纠缠态同样会受到信道噪声的不利影响,从而引起信息处理的效率降低,因此,对固态系统的纯化浓缩就显得十分重要。本文利用辅助光子和电子提出了一个对氮空位色心中的核自旋纠缠态的纠缠纯化和浓缩方案。在纠缠纯化方案中,利用两对纠缠光子与每个NV色心中的电子发生相互作用,可以以较高保真度实现NV色心核自旋的混合纠缠态的纯化。通过对NV色心中的电子进行局域测量,相距较远的通信双方可以获得初始纠缠态。而在纠缠浓缩方案中,通信中的其中一方利用一个辅助单光子可以实现将NV色心核自旋的部分纠缠态浓缩成最大纠缠态。文章还以数值模拟的方式研究了纯化或浓缩后的纠缠态保真度和产率与电子激发态衰减率之间的关系。