近些年来,量子信息学这门学科不仅取得了许多理论上的新成果,而且也在实验上实现了重大突破。所谓的量子信息学,简单来讲就是将量子力学应用于信息科学的一门交叉学科,而量子纠缠态则是量子信息学实际应用的基石。量子纠缠态作为这门学科应用的一种重要资源,许多量子通信方案都需要处于不同远距离位置的当事者共享纠缠态,从而实现量子通信的操作。在实际的量子通信方案中,由于极化光子具有传播速度快、抵抗退相干效应好的优点,所以经常被使用在各种量子信息处理方案中。但是,无论是将量子纠缠态传输还是存储都会发生纠缠态与其本身所处环境耦合,也就是量子通信方案所使用的纠缠态被环境噪声所破坏。这就使纠缠光子对的纠缠度降低,方案中原本处于最大纠缠态的光子对就可能变成非最大纠缠态。而量子通信方案大多都是基于最大纠缠态实现的,纠缠度的降低将直接影响量子通信方案的安全性和远距传送的保真度。量子信息学理论上的一个重要问题就是怎样提纯被破坏的最大纠缠态,将非最大纠缠态还原为最大纠缠态。纠缠浓缩是一种纠缠态提纯的手段,在文章中我们提出了三个不同的纠缠态的纠缠浓缩方案。本文主要研究对多光子比特量子纠缠态和超纠缠态的纠缠浓缩,主要内容如下:第一章,介绍了量子纠缠态的概念、量子纠缠态提纯的方法(纠缠纯化和纠缠浓缩)以及文章中用到的光学元件和量子点与光学微腔耦合的光学系统,并且简要概括了本文的主要研究内容和文章结构。第二章,利用交叉克尔非线性介质实现对非最大纠缠团簇态的两步纠缠浓缩操作。数值模拟显示对纠缠浓缩过程进行迭代,可以提高获得最大纠缠团簇态的成功几率。最后将方案拓展到对多粒子非最大纠缠团簇态的纠缠浓缩。第三章,利用第二章中所使用的交叉克尔非线性介质实现对任意超纠缠多光子Greenberger-Home-Zeilinger态的纠缠浓缩。同样的,可以将纠缠浓缩过程进行迭代以提高获得最大纠缠态的成功几率。根据数值模拟分析的结果讨论了本章提出方案的成功几率与被纠缠浓缩的初态参量以及迭代次数之间的关系。第四章,我们使用量子点与光学微腔耦合系统构建了两种非破坏探测器,并且使用所构建的两种非破坏探测器实现了对任意非最大超纠缠W态的纠缠浓缩。最后演示了这个方案也可以用来对N光子超纠缠W态进行纠缠浓缩。最后给出了全文的总结与展望。