目前有关量子纠缠态的制备、操控和在量子信息处理中的应用研究正在蓬勃发展。探索纳米尺度或者更大尺度结构的量子力学行为对理解宏观经典世界如何过渡到量子世界以及推进超灵敏探测技术的发展具有根本意义。机械振子由于具有高品质因子、高频率和小质量等优良的可调性能,使它在物理、电子、工程、生物、化学和医学等科学和技术领域引起了人们的广泛关注,而且它是研究宏观物体量子行为的理想选择。把机械振子冷却至基态附近后,机械振子与量子点、腔、原子、单电子晶体管等小量子系统耦合起来形成的电机械系统或腔光力系统可用于在宏观尺度上探测基本的量子定律,研究新奇的量子现象,如制备机械振子的压缩态、实现腔场与机械振子之间的纠缠等。这为将来的量子通信、信息传输等应用开辟了道路。在本文中,我们从理论上研究了在不同体系中如何制备和操控机械振子的非经典态,并讨论了如何利用机械振子对系统进行量子控制产生光子阻塞效应。首先,我们讨论了强库仑阻塞区域内在电子输运过程中如何把与耦合量子点发生电声耦合的机械振子制备到压缩态。在马尔科夫近似下利用二阶微扰理论绝热消除库算符,我们可以得到系统的主方程。通过调节门电压来控制量子点的能级结构,使电子几乎布居在修饰态下能级。而且机械振子与量子点耦合诱导的声子使系统的耗散过程是共振发生的,从而导致声子的产生和湮灭是关联的,机械振子出现正交压缩。这个压缩方案可以在低温条件下很好地抵抗量子点的耗散过程。我们还考虑了声子库对机械振子压缩的影响,发现声子库会降低机械振子的压缩度。其次,我们讨论了机械振子与光腔之间产生稳定纠缠的情况。机械振子与光腔之间没有直接的相互作用,它们通过分别与两个空间分离的量子点发生耦合而产生间接的相互作用,同时两个量子点被一束强激光驱动。我们通过对量子点求迹得到机械振子和腔场的主方程。通过调节驱动场的频率,可以将两个量子点布居在不同的修饰纯态上。当机械振子的本征能量等于修饰态能级差时,机械振子和腔场能获得最佳纠缠。此外,通过调节系统的参数,我们可以获得不对称的双模态,可以实现机械振子的声子模对腔模的单向EPR操控。这是由测量引入的真空涨落导致的。此外,通过分析子系统的纯度,我们发现了不同类型的EPR操控出现的条件。耗散型腔光力系统中机械振子可以通过辐射力与腔场发生非线性耦合。我们采用这类腔光力系统来制备机械振子的纠缠态。将一个双模压缩真空场和相干激光场同时注入到两个耗散型腔光力系统中,我们对系统采用库理论的方法推导出腔场-机械振子的主方程。当腔模与振子之间的耗散型耦合较弱时,由于量子噪声的相消干涉效应,光场的双模压缩可以完美地传递给振子,两振子可制备于纠缠纯态。当腔模与振子间的耗散型耦合达到中等强度时,腔模的激发导致量子噪声只发生部分相消干涉,使得振子会出现额外的热声子激发,但是两振子仍可以制备于运动纠缠态。在腔光力系统中,除了光子对机械振子有辐射力外,机械振子反过来会影响腔中光子。这会造成腔中的参量放大、振幅和相位调制等效应。我们在最后讨论了微腔光力系统。其中被强激光驱动的原子放置在微腔光力系统中,我们对系统进行极化子变换并作旋波近似和Secular近似,然后对修饰态原子和腔场的希尔伯特空间进行截断,由于系统存在与光子数有关的频率移动,导致系统的能级是不均匀分布的,从而出现双光子阻塞效应。此时,整个系统处于暗态,同时声子被制备到非线性相干态上。