构建量子网络就是实现多个远距离的量子存储器之间的量子纠缠,它使得多方量子通信成为可能,同时还能够应用于分布式量子计算、分布式量子精密测量和大尺度空间下的基础物理检验等领域。由于光能够携带信息进行传输,非常适合用于连接不同的量子存储器,因此产生高品质的光与量子存储器之间的纠缠很有必要。现在有很多物理体系用于量子存储,其中,冷原子量子存储器由于在读取效率、寿命等综合水平中占优而备受青睐。并且冷原子系综中还能直接产生光与原子的纠缠,特别适合用于量子网络。在这篇论文中,我们正是基于多个冷原子系综展开研究。首先我们通过使用环形腔来增强光与原子的作用,提高量子存储器的内禀读出效率,同时通过设置控制光与腔不共振而信号光与腔共振,避免了额外的滤波装置,大大提升了光与原子纠缠的亮度。然后,我们通过对极化、多激发事例等内容展开的研究使得我们能够提升光与原子纠缠的保真度。以此为基础,我们结合全同光子的干涉,成功实现了高保真度的纠缠交换操作,进而使得我们成功连接了三个量子网络节点,第一次实现了三个冷原子系综的GHZ态纠缠和三个冷原子系综、三个光子的六体纠缠。更进一步的,为了扩展量子节点间的距离,我们将量子频率转换技术应用起来,成功获得了通讯波段光子与原子的非经典关联,从而实现了相距50km的两个冷原子系综之间的纠缠。此外,我们利用冷原子系综在实验上同时产生三个频率完全可区分的光子,第一次开展了非全同光子在时间分辨测量下的三光子干涉实验,为将来提高量子网络的兼容性奠定了基础。本论文中完成的多个原子系综的纠缠连接和非全同光子干涉的相关研究成果能够极大地促进关于量子网络的研究。在今后进一步研究中可以通过结合里德堡原子产生确定性光与原子纠缠、长寿命量子存储来提升连接网络节点时的成功率,促进全球化量子网络的实现。