相干叠加态是量子系统与经典系统最本质的区别,原子、分子等量子系统的相干叠加态在现代量子物理与技术中发挥至关重要的作用。与相干叠加有关的现象引起了相当大的关注,并且已经被应用在高灵敏磁力仪、相干布局捕获、量子纠缠、电磁感应透明、量子信息和计算等很多方面。相干叠加态制备的方法有很多,如受激拉曼绝热技术(STIRAP)、啁啾脉冲技术、π脉冲技术、分数受激拉曼绝热技术(f-STIRAP)等等。受激拉曼绝热技术(STIRAP)是制备相干叠加态最简单、最普遍的技术,因为绝热技术就不需要精确地控制场脉冲的面积。但是利用受激拉曼绝热技术可以实现完全的布局转移以及相干叠加态的制备等等,但是由于整个过程中系统的演化必须满足绝热条件,使得受激拉曼绝热过程时间较长,而这会影响到该技术在量子计算中的实际应用。为了既高效又快速地实现布局转移、相干叠加态的制备以及其它量子信息过程,本文提出了相干叠加态的快速制备。本论文主要介绍了在一个四能级∧系统中且在不满足绝热条件的情况下,将这个四能级系统简化成两个三能级系统,在这两个三能级系统中通过Loop-STIRSAP协议和Modified-STIRSAP协议两种方法来实现相干叠加态的制备。本论文主要分为五个部分:第一部分介绍了本论文研究的背景和基础理论知识,为了更好的解释相干叠加态的快速制备。第二部分介绍了光与物质相互作用的半经典理论,本文主要是在光与物质半经典理论下进行的。第三部分介绍了绝热捷径的基本理论及其在二能级和三能级系统中的应用,为本论文的主要内容做铺垫,为了更好的介绍本文的核心内容。第四部分主要介绍了在不满足绝热条件的情况下,四能级系统如何实现相干叠加态的快速制备,并研究了在Loop-STIRSAP协议中通过引入一个脉冲来消除非绝热耦合,从而实现相干叠加态的快速制备;在Modified-STIRSAP协议且在大失谐的情况下重新设计泵浦脉冲和斯托克斯脉冲来消除非绝热耦合来实现相干叠加态的快速制备。第五部分主要介绍了对全文的总结以及对相干叠加态快速制备研究工作的展望。