由于量子系统与环境不可避免的相互作用，开放量子系统的退相干成为一个亟待解决的关键问题。在马尔科夫近似下，环境对系统的反馈作用是可以完全忽略的，系统随时间演化呈现出无记忆效应的马尔科夫动力学行为。近年来，随着量子技术和量子器件的发展，开放量子系统的非马尔科夫动力学引起了广泛的关注与研究。环境的非马尔科夫记忆效应会导致量子系统初始的量子相干信息在时间演化过程中得到一定程度地恢复或保留。理论上，我们可以通过增强量子系统与环境之间的耦合强度，以及采用环境的几何结构来改变其态密度的方法来加强环境的非马尔科夫效应对量子系统的影响。在本论文中，我们将之前的研究工作进行延伸:将量子系统与半无穷长腔列阵光子晶体波导的耦合情形延伸到与无穷长腔列阵光子晶体波导的耦合，阐明了后者的结构对量子相干信息的保存具有更大的优势。我们讨论的量子系统包括了单量子比特系统和多量子比特系统。整个论文的详细内容列为以下两点:　　i).我们研究单量子比特系统与光子晶体波导耦合时，非马尔科夫效应对量子比特的退相干动力学行为的影响。在这项研究中，我们将之前研究工作中的半无穷长腔列阵结构的光子晶体波导环境延伸为无穷长腔列阵结构波导。我们采用保真度来衡量量子系统初态的量子信息的保留程度。通过对不同的初态进行研究，我们发现，当量子系统与环境的耦合强度超过一个阈值时，量子系统的相干信息可以在长时间尺度下得到部分的保留。这与半无穷长腔列阵结构波导情形下相似，是由强耦合引起的非马尔科夫记忆效应导致的。有趣的是，我们发现对于无穷长腔列阵结构波导，系统与环境耦合强度的阈值可以降至零。这表明在现实的物理系统中，量子比特的动力学行为不可能发生量子经典跃迁。因此，合理地选择环境的几何结构可以更容易地保留系统的初始量子信息。此外，我们还发现，如果量子比特的初态具有更高的概率处在基态，则可以更容易在长时间尺度下保留系统的初始信息。这证明了量子开放系统更趋向于处在基态。　　ii).我们研究了多量子比特系统与无穷长腔列阵光子晶体波导耦合时的严格非马尔科夫动力学行为。在系统和环境总的单激发子空间内，我们给出了量子系统动力学演化的普遍解。我们发现，环境的非马尔科夫效应对量子系统的影响不仅可以通过增加两者之间的耦合强度来加强，也可以通过增加量子系统中量子比特的数目来提高。在两种不同的初态情形下，我们研究了非马尔科夫效应对量子系统的纠缠保持与纠缠产生的影响。a）.对于初态为最大纠缠W态的情形，我们发现强烈的非马尔科夫效应可以显著地保留系统的初始纠缠信息。通过增强系统-环境的耦合强度或增加系统的量子比特数目，无穷长腔列阵结构波导的环境可以更容易在长时间尺度下完整地保留初始纠缠态。b）.对于初始态只有单个量子比特处于激发态的情形，非马尔科夫效应不能明显增强纠缠产生的概率。甚至，增加系统量子比特的数目会显著降低纠缠产生的概率。有趣的是，当量子比特数目趋向于无穷大时，极端强烈的非马尔科夫效应会导致系统被捕获在初始的单量子比特激发态。因此，我们说非马尔科夫效应趋向于保持量子系统的初态。