本论文详细讨论了六光子纠缠制备、十量子比特纠缠制备以及利用这些纠缠源所进行的量子计算、量子模拟相关的一些课题。主要研究成果如下：1.实现了六光子纠缠GHZ态和簇态的制备。用到的方法可以扩展到产生更多粒子的簇态(图态)。2.实现了十量子比特GHZ态的制备。基于五光子极化纠缠态及其每个光子的极化自由度和空间自由度,我们制备出了当前最大量子比特数的GHZ态。3.在六光子图态纠缠的基础上,实现了任意子的模拟。基于对六光子图态的操纵,我们验证了任意子的统计性质。4.实验实现容失量子比特编码。比特丢失是量子计算中一类严重的错误。这里我们实现了传统电流模式和一次性量子计算模式下的两种容失编码。5.实验实现基于簇态的C-Not门。我们基于六量子比特纠缠簇态实现了任意态输入的C-Not门。6.实验实现拓扑量子纠错的实验演示。利用量子态拓扑性质,我们演示了一种使量子信息和量子计算克服噪声影响的方法。