本文研究了利用量子点进行纠缠态制备和逻辑门构建的方法。半导体量子点,由于其具有体积小易于集成的特点,被看成是最有可能实现固态量子计算的物理系统。但是,由于量子点容易与外界环境发生相互作用,量子点中的激子寿命很短。与此相反,量子点中的电子却拥有较长的退相干时间。因此,如果将量子信息编码到带一个电荷的量子点的自旋态上,我们就可以获得拥有较长退相干时间的量子点系统。本文的主要工作就是用理论推导和数值模拟来研究如何利用非全同量子点中的激子和电子来实现量子态制备与量子信息处理的。　　 在第一章中,我们首先介绍了量子信息的相关背景,然后给出了论文中涉及到的有关量子信息理论的基础知识,并简要介绍了一下目前实验上用来实现量子信息处理的物理体系,最后我们对全文的内容进行了概括。　　 在第二章中,我们提出了利用三个非全同量子点制备W-型纠缠态的方法。在研究过程中,我们发现外加失谐光场产生的斯塔克能移可以让初始非全同的量子点变得共振。然后,发生共振的近邻量子点又可以通过F(o)rster效应进行能量交换。利用该方法我们可以在非全同量子点系统中构建出激子的W-型纠缠态。考虑到纠缠态的制备时间为皮秒量级,而量子点中激子自发辐射时间为纳秒量级,我们可以认为系统中的三粒子W-型纠缠态拥有较长的寿命。另外,该方法也证明了利用斯塔克效应可以实现量子点之间的可控相互作用。　　 在第三章中,我们给出了两种方案用于实现基于非常规几何相的两比特控制相位门。这两种方案都建立在非全同量子点的模型上。在第一方案中,我们将空间分离的两个量子点囚禁在一个单模光子晶体微腔中,然后,通过外加强驱动光场使量子点同时与外加光场和单模腔发生相互作用。在整个过程中,量子点始终处于基态,但是,系统却可以通过在相空间中行走一个闭合路径获得依赖于量子点态的相位。然后,通过单比特相位操作,该系统就可以构建出两比特控制相位门。在第二个方案中,我们将第一个方案中的单腔系统扩展到了双腔系统,实现了利用囚禁在直接耦合腔中的非全同量子点间的两比特控制相位门。在这种情况下,两个量子点分别与其对应的腔场模和外加光场发生相互作用。与第一个方案一样,在整个门操作的过程中,量子点始终处于基态,但是系统仍然可以从相空间中获得依赖于量子点态的相位。通过加入单比特操作,我们发现双腔系统也可以用来构建基于非全同量子点和非常规几何相的两比特控制相位门。　　 在第四章中,我们提出了三个利用二次有效哈密顿量在腔-量子点系统中构建两比特控制相位门的方案。在这三个方案中,我们都用到了囚禁在耦合腔中的量子点以及外加光场。在整个过程中,量子点始终处于基态,且腔场模(和光纤模)始终处于真空态。但是,系统却可以获得依赖于量子点态的相位。通过加入单比特操作,以上系统就可以实现非全同量子点间的控制相位门了。这三个方案的区别在于外加光场数量,以及腔之间的耦合方式。　　 在第五章中,我们给出了利用囚禁在单模波导中的空间分离的量子点系统实现大规模量子计算的方法。在该方案中,任意两个量子点的相互作用都可以通过外加光场的控制来实现。通过调节外加光场与波导模的失谐量,系统可以同时实现多组量子点间的控制相位门。因此,在该系统中不仅可以制备出图态,构建出一控多比特π相位门,还可以产生大规模簇态。在整个操作过程中,无论是量子点还是波导,它们始终都不处于激发态。该方案为利用量子点实现可扩展的大规模量子计算提供了一种方法。　　 在第六章中,我们对基于量子点系统的量子信息处理进行了总结和展望。　　 在研究过程中,我们克服了利用量子点系统实现量子信息处理必须面对的三个问题:1、由于量子点本身尺度比较大,单个量子点的相于时间很短;2、难以实现量了点之间的可控相互作用;3、由于半导体制造技术上的局限性,很难制造出两个完全相同的量子点。　　 因此,本论文的研究工作对利用量子点系统实现量子信息的构建和处理提供了重要的有实际价值的理论支持。对以光子晶体和量子点为基础的固态量子逻辑器件具有重要的参考价值。