量子信息学是量子力学和信息科学相结合而产生的一门新兴交叉学科，主要包括量子计算和量子通信。为了进行量子信息处理，人们需要构造能对量子比特操作的量子硬件，腔量子电动力学(CQED)方案是目前最有前景的量子硬件设计方案之一。利用腔QED系统可以进行纠缠态的制备与操纵、量子隐形传态、量子逻辑门操作等量子信息处理过程。随着腔QED实验的进展，有必要进一步探索其理论方案并使之更有效地应用于量子信息处理过程。本论文重点研究如何基于腔QED体系来完成纠缠交换和概率量子隐形传态的方案。 利用腔QED和纠缠交换技术，基于原子和腔场的双光子相互作用本文提出了一种不需要Bell基测量的纠缠交换和纠缠态纯化方案。经过纠缠交换，可以在事先没有任何相互作用的原子和腔场之间产生纠缠。然后，本文讨论了两种情况下的纠缠纯化：第一种情况需要引入一个初始处在基态的辅助原子，经过纯化可以得到原子和原子之间的最大纠缠态；另一种纯化过程需要一个辅助的真空共振腔场，纯化后可以获得腔场模之间的最大纠缠态。 基于腔QED技术，本文分别提出了一种概率隐形传送两原子纠缠态和传送三原子纠缠态的方案。利用三原子非最大纠缠态作为量子通道，提出的两原子纠缠态的隐形传送方案可利用强经典场驱动下的热腔模型来完成，也可采用一个热腔并辅之以一个真空腔来实现，这样可以提高隐形传态的成功几率。利用一个两原子非最大纠缠态与一个三原子非最大纠缠态共同作为量子通道，提出的三原子纠缠态隐形传送方案可分别利用大失谐腔和热腔模型得以实现。本文所提出的量子隐形传态方案的优点有：采用非最大纠缠态作为量子通道，不需要事先对非最大纠缠的量子通道进行纯化；在原子与大失谐腔以及热腔相互作用的过程中，原子和腔场之间没有信息和能量交换，大大延长了腔场的消相干时间；通过探测单原子态来代替联合的Bell基态测量。