作为区分经典力学和量子力学的两个重要概念,相干和纠缠一直在量子力学的发展过程中起着关键作用。量子世界中发生的许多新颖现象都来源于这两个“物理量”,它们也在量子信息与量子计算中处于至关重要的位置。例如,相干性理论表明了一个量子系统可能会处于叠加态,这就为量子并行计算方案提供了可能性;而量子纠缠在实现量子隐形传态中也起到了关键的作用,它认为在空间中分离的两个量子系统,彼此之间可能存在相互干涉。由于量子相干和量子纠缠在测量过程中会出现完全不同于经典情况的行为,测量时所用到的仪器与被测量的系统之间也会发生相互作用,从而会引起波包塌缩的现象,这样就会破坏量子的相干性。所以,保证在实际测量过程中不损失量子的相干性,也非常重要。相干性因此也可以看作是量子所具备的一种资源。量子纠缠是多量子比特(Qubit)系统特有的量子性质。qubit就是量子计算机的运行比特,类似于经典计算机的bit。两qubit的量子系统不仅可以表示经典系统中4种不同的态,并且可以表示处在非平凡的双粒子相干叠加态,也就是量子纠缠态。这就为量子通讯提供了坚实的物理基础。量子资源理论(Quantum Resource Theories)是为了研究量子力学所具有一些特性、并将这些性质作为资源来量化的一种方法。它为研究量子力学中的不同现象提供了非常强大且通用的框架。量子资源理论主要用来刻画和测量量子态所特有的相干性和纠缠等具体资源,这个过程的基本方法是将所有量子态分为两组,一组由无资源态(Free State)组成,另一组由资源态(Resource State)组成。无资源态对应的是一组自由操作(Free Operation),资源态可以进行量子操作和量子测量(Quantum Measure)。尽管不同的无资源态和自由操作的定义方法可能存在很大的区别,但是在对资源进行测量和资源之间相互转换等方面,不同性质的资源理论之间会表现出惊人的相似性。这就为研究和统一量子资源提供了基本框架。相干与纠缠之间存在一定的转换关系,相干和多体纠缠是单个和多个量子系统特有的量子性质。基于将光子的相干性转化为纠缠的物理过程,考虑将相干性转化为多体纠缠的一般框架,这个过程本质上也与波函数的一次量子化和二次量子化密切相关,一次量子化与相干性对应、而二次量子化与纠缠性对应。在此框架下,本文研究了量子相干到多体纠缠的转换,并从相干的角度研究纠缠,此外还证明了在转换过程中,获得的纠缠量总是以输入态的相干量为上界。其次,并提出了一个多体纠缠的层次结构,通过数值模拟验证了本文提出的理论。最后,本文还研究了非相干操作与局域操作和经典通信(Local Operations and Classical Communications,LOCC)之间的关系,还证明了任何真正的非相干操作(Genuine Incoherent Operation)与LOCC存在一一对应的关系,以及验证了在转换过程中更多的相干并不意味着能产生更多的纠缠。