量子信息作为量子力学和信息科学的综合学科,具有广阔的理论研究价值和技术应用前景。作为量子信息的资源,量子纠缠态的制备和应用被深入研究,这不仅对于深刻理解量子力学的某些特性有积极的意义,而且对于开发新的量子信息处理方法也有十分重要的价值。本文中,我们提出了利用腔量子动力学(quantum electrodynamics, QED)系统制备原子系综纠缠态,包括多比特Greenberger-Horn-Zeilinger (GHZ)态、多比特w态的制备。主要内容分为以下四章：第一章,首先介绍量子纠缠的一些基本概念和相关理论以及量子纠缠态的应用。然后介绍了用于制备量子纠缠态的重要的物理系统--腔QED。最后以最简单的Λ型能级系统为例分析受激拉曼绝热过程(STIRAP),从而说明了绝热过程在量子控制上独特的优势。第二章,我们提出了一种基于腔QED系统制备原子系综的w态和GHZ态的方案。本方案是基于单个原子和原子系综与一个非共振腔模相互作用的动力学过程。本方案制备W态的时间不随系综个数的增加而增加,而制备GHZ态的所需时间与原子系综个数成正比。我们还数值模拟了耗散和失谐量对目标态保真度的影响,结果表明耗散和失谐量对目标态保真度的影响较弱。第三章,我们提出了利用绝热过程制备耦合腔中的原子系综最大纠缠态的方案。通过选择合适的参数,可以将系统的哈密顿简化到一个具有本征值为0的本征态的有效哈密顿。在这种情况下,基于绝热过程即可制备两原子系综的最大纠缠态。我们利用数值模拟分析说明了激光参数对纠缠态保真度的微弱的影响。同时,耗散也可以被有效抑制。第四章,我们提出了在光纤耦合的腔系统中借助单一原子绝热制备原子系综w态的方案。方案中,多个原子系综分别囚禁在各自的腔中,这些腔合并耦合到另一个囚禁着单个原子的腔。数值分析表明,借助绝热的优点,原子自发辐射、光纤耗散、光子泄漏等消相干可以被有效抑制。而且,本方案可以扩展成任意数目的原子系综。