由于在单原子的操纵和束缚、量子信息处理和传输等很多技术领域的潜在应用价值，微腔量子电动力学得到了物理学界的重视。而且人们在很多非量子光学系统中也发现了类似于微腔量子电动力学的动力学结构。　　 本文主要讨论如何通过微腔量子电动力学和类微腔量子电动力学系统产生量子纠缠，实现量子门操作以及对原子的有效力等。首先我们简单介绍了量子化的电磁场概念、微腔量子电动力学的历史、常用的Jaynes-Cummings模型理论、量子计算中的数据总线概念等背景知识。然后我们在Born-Oppenheimer近似的框架内讨论了单原子系统和双原子系统受微腔场的有效力，以及稳定平衡时束缚态的纠缠等问题。本文接着讨论了在两垂直耦合量子点系统中发现的类微腔量子电动力学结构及其在量子逻辑门操作等方面的应用。最后我们讨论了在纳米机械谐振子和自旋的耦合系统中发现的类微腔量子电动力学结构。我们从经典-量子耦合模型出发研究了一个典型的量子化振动实验的机理，并利用这种量子化的谐振子提出一种新型的单自旋探测方案。