二能级原子作为双态量子系统是量子比特的重要候选者,称为原子比特。在不破坏其相干性的情况下,是量子计算的信息存诸单元^[1]。真空腔场环境作用下双原子比特系统是具有典型意义的量子信息系统。该系统具有量子相干、量子纠缠、信息熵压缩等重要的量子特性,在低噪声量子信息处理有着重要应用。本文运用全量子理论着重开展两类研究:第一类是考虑两原子比特初始处于Bell态,将其中一个注入真空态腔中发生多光子共振相互作用,对腔外原子比特控制施加逻辑门操作和态测量前后,控制腔内原子比特熵压缩性质、原子最大相干性恢复的理论研究^[1,2];第二类,开展双模真空场环境下双原子比特量子回声调控及纠缠信息交换研究;得出了许多有意义的新结果:1.运用量子信息熵理论,研究上述模型中对腔外原子比特施逻辑门操作及基态测量前后,腔内原子比特的信息熵压缩性质^[2]。结果表明,操作腔外原子比特前,腔内原子比特不产生熵压缩现象;对腔外原子比特施Hadamard（H）门和H类门操作后,在k=3光子过程中,腔内原子比特产生周期为π/（3!）^1/2熵压缩现象,可制备最佳熵压缩态;在k>3的多光子过程中,随着光子数增加,熵压缩因子E（S_x）产生高频振荡,一般熵压缩频繁出现,最佳熵压缩产生次数明显增加,有利于噪声环境下量子通信和量子计算的实验实现。2.研究了初始处于最大纠缠态的两二能级原子,逻辑门操作腔外原子控制腔内原子多光子过程中最大相干性恢复^[1]。研究表明操作腔外原子之前,腔内原子总是处于退相干态,不利于量子计算的实现;操作腔外原子后,对于2≤k≤10的多光子过程,腔内原子约化密度矩阵非对角元,呈现周期性演化;在nπ/2（k!）^1/2时刻,其最大相干性得到恢复,最大相干叠加态得到制备。对于10≤k≤20的多光子过程,腔内原子密度矩阵非对角元呈高频振荡,振幅呈非线性变化;最大相干性恢复周期变小,一周期内恢复次数增多^[1]。给出了实验线路图。3.运用量子态保真度、量子回声理论研究与双模真空腔场作用下两原子量子比特量子回声控制和贝尔态交换。讨论初始纠缠因子和相对耦合强度R=g₁/g₂对量子态保真度的影响。结果表明,在相同的耦合情况下R=1,总是产生周期为π的量子回声,通过选择适当的θ和控制相互作用时间可以控制保真度的值。在不同的耦合情况下,通过调整R,形成周期分别为π,2π和4π的量子回声,这源于双模真空腔场具有非马尔科夫性质。基于这种性质,提出贝尔态从双原子比特到双模腔场的循环交换方案。