量子计算与量子信息技术虽然兴起没有多久,但已经取得了显著的发展成果,并具有广阔的应用前景,极大的推进了计算机科学的发展,预示着量子信息时代即将到来。论文简要介绍了课题的研究背景、意义以及进行量子计算与量子信息研究所需的物理、数学方面的知识和量子计算所需的基本元素。Grover量子搜索算法是量子计算最重要的进展之一,对经典算法的搜索速度实现了平方根级的加速,是一个极具挑战性的研究领域。本文深入研究了Grover量子搜索算法及其改进思路,阐明了Grover量子搜索算法的搜索思想、搜索过程、几何描述、算法性能及存在的主要问题,阐述了改变旋转相位、目标加权两种改进思路的实现方法,并对不同旋转相位的算法进行了对比分析。量子纠缠现象是量子力学的独特资源,是量子信息技术的重要基础之一。从量子密码术到完全保密的量子通信,从量子计算机到未来的量子互联网,量子纠缠都在其中起着关键作用,量子纠缠度的计算也因此变得越来越重要。但随着应用系统的演化,量子纠缠度的计算也变得更复杂。本文提出使用遗传算法或量子行为粒子群优化算法,基于相关纠缠熵来进行量子纠缠度的计算,并在双量子比特系统上进行了测试,将实验结果与使用组合纠缠的精确计算进行了对比分析,结果表明,使用遗传算法或量子行为粒子群优化算法,基于相关纠缠熵进行量子纠缠度的计算是有效的、可行的,有较强的适应性及实用性。