量子信息科学是量子力学和信息科学相结合而产生的一门新型学科。这种结合为信息科学的发展注入了新的活力。同时，这一交叉学科的诞生和发展，有极大丰富了量子理论本身的内容，并有助于解决经典信息科学所不能解决的一些问题。它在许多方面有着经典信息学所无法比拟的优势，如信息安全、运算速度和信息容量等。量子态的制备、加工、传输以及存储的过程叫做量子信息处理过程。目前，人们主要是在以下的量子系统中来研究量子信息过程：腔QED，光学系统，离子阱，核磁共振，量子点等。这些系统中，腔QED方案是其中最具有前景的量子硬件设计方案之一。 腔QED的主要思想是将俘获的原子约束在高品质腔中，把量子信息储存在原子能态上，由于腔内原子和腔模场耦合，导致了原子间的相互作用。如果原子被包围在一个高品质的腔中，则原子—光子系统和周围环境的消相干(decoherence)作用就会在很大程度上受到抑制，这使系统保持了良好的量子相干性。因此，基于腔QED实现量子计算和量子通讯的研究受到人们广泛的重视。然而，有效的实现这些量子计算和量子通信方案目前在试验方上仍然还是一个很大的挑战。 本论文讨论腔QED在量子信息中的若干应用，主要工作有： 1.利用双面腔制备多粒子纠缠态的制备。在这个方案中，我们采用一种新型的双面腔，并研究讨论了它的腔泄漏特性。入射光场的输出状态和原子态相关联。利用光场和原子的这种纠缠特性，从而实现原子GHZ态的制备。数值模拟表明即使考虑了一些实际量子噪声的影响，多粒子的GHZ态仍有很高的保真度和成功率。另外，执行过程中不需要精确控制相互作用时间和原子的位置。 2.利用双面腔泄漏效应实现量子态的转移。采用光子作为腔场之间的理想的信息携带者，利用双面腔的特性，从而实现量子态在原子之间的转移。在转移过程中，我们即不需要纠缠粒子对也不需要控制量子比特之间的耦合。在理想条件下，改方案的成功几率为1。