作为量子力学、信息学以及计算机科学的多元交叉学科,量子信息学承载着人类跨越经典信息科学极限的梦想。现今它的迅猛发展也为传统的通信和计算机领域带来了深刻的变革,同时量子信息在理论和实验上的丰硕成果也丰富了量子力学的深刻内涵。众所周知,微观系统的量子性在现实条件下是极其脆弱的,其内部的相干性或者纠缠极易受到周围复杂环境的破坏,这也成为量子信息在处理和计算过程中最主要的障碍。因此抑制量子系统的退相干,保护系统的量子性具有十分重要的现实意义。从理论的角度,研究开放量子系统的动力学演化有助于我们理解系统的退相干机制。从现实的角度,环境对系统的影响不总是负面的,在某些情况下环境的记忆效应是保护系统量子性的关键因素。因此本文把关注点放在开放量子系统中的non-Markov记忆效应上,以实际物理系统精确的退相干动力学为基础,探索了一种普遍的利用环境的特殊结构来实现系统量子相干性长久保存的方法。本文首先概述了量子力学的发展史,从量子与经典的过渡问题出发论述了研究开放量子系统的必要性并简要回顾了该领域的研究现状。在第二章,我们介绍了Feynman-Vernon影响泛函理论,它是本文的理论基础。第三章开始介绍本文的主要工作,首先从有效费米子模型出发构建了玻色环境下费米系统精确的纠缠动力学,并且在此基础上构想了针对费米系统的退相干抑制方案。在第四章我们将退相干抑制方案应用到实际的物理系统中。在具有优异可集成性、可控性以及良好稳定性的量子点纳米结构中,通过求解系统严格的约化密度矩阵和分析非平衡格林函数,我们发现环境的记忆效应是产生最大稳态费米纠缠的关键。第五章我们将目光转向连续变量系统,探索non-Markov性如何影响腔光机械系统的辐射压效应。为此我们利用精确的微扰形式解有效地考虑了环境的记忆效应,将目前基于Born-Markov近似下的光机械系统的基础理论推广至non-Markov区域。在第六章通过利用Heisenberg绘景和Schrodinger绘景的等价性,我们在理论上解析地重构了x-x耦合谐振子的波函数和密度矩阵。本论文的研究对于理解纠缠在开放量子系统中的演化具有积极作用。从离散变量量子系统到连续变量量子系统,本论文的研究方法可能在更广泛的物理系统中得到应用。