21世纪是信息化时代，人类社会前进的步伐也随着计算机的飞速发展逐渐加快，伴着信息处理器的计算能力的不断提高，这将导致计算机芯片随着时间的推移高度集成化，逐渐达到纳米量级，这个时候由于热耗散效应使得经典计算机的可靠性受到破坏。因此寻求全新的有效的、可靠的、稳定的计算体系是非常重要的和急迫的。　　正是基于上述目的，量子计算和量子信息成为近年来物理学的最前沿课题之一。基于量子计算并行性，量子计算具有从根本上超越经典计算机的计算能力，而且保密通讯方面也具有巨大的潜在应用价值。而基于量子点的量子计算、调控和态工程是其中的一个重要的研究方向。　　本硕士论文利用最新型半导体材料——掺杂H-terminated硅晶表面形成的自由键构成的电子电荷量子比特与线性腔耦合形成的腔电动力学体系(cavityquantum electrodynamics)实现量子计算。研究掺杂磷的硅晶表面由于氢气的附着产生的两个距离非常近并且共用一个自由电子的自由键，这样的体系构成的电子电荷量子比特相比于其他量子点体系具有较长的相干时间、尺寸小以及对实验温度要求低的特点。通过与线性腔耦合并控制整个系统的演化时间我们实现了对单量子比特门和双量子比特操作，由于硅晶体其本身具有的稳定性和可扩展性，使得基于硅晶表面自由键电荷量子比特成为实现量子计算最有希望的方案之一。　　除了电子电荷量子比特以外，由于光子可以长距离传输以及受外界的干扰较小，而且我们很容易对光子的路径以及偏振进行操作和控制，因此选取光子作为信息载体一直受到人们的关注。本文利用I型自发参量下转换过程(spontaneousparametric down conversion)实验上获得亮度较高的单光子源，并对态的纯度和保真度作了测量。通过调节位相匹配角以及对光路做相应的矫正，我们制备了纯度、保真度较高的纠缠态。除此之外，我们利用经典脉冲光实现了量子随机行走，理论和实验上模拟了量子行走在有消相干存在的情况下从量子到经典行走的转变。