光子是一种优秀的信息载体。它能在自由空间和介质中长距离低损耗传播,而且传播速度快、彼此之间没有直接的耦合等等。这一系列优点使得它在现代的通信领域上得到非常广泛的应用。但是,随着科学技术的进步,尤其是现在量子通信技术越来越受到人们关注的情况下,人们对光子传输及调控技术提出更为严苛的要求。在一系列解决方案中,耦合谐振器波导技术能够使光子与外界很好地隔离开来,有效的减少环境的退相干效应。而且它能够提高光子与物质相互作用的效率,方便人们对光子的精细调控。这使得该技术成为目前广受关注的方案之。本论文针对耦合谐振器波导对不同偏振光子的调节作用及其所表现出来的量子纠缠、非局域关联等性质进行了详细研究。另外,在理论推导计算上,我们提出一种程序化设计思路来解决有限维希尔伯特空间中哈密顿量矩阵表达式的求解问题。主要研究内容如下:1.综述了了量子力学理论的形成、发展历程、取得的瞩目成就以及量子计算及量子通信技术形成的时代背景。鉴于量子比特在量子计算及通信中的重要性,我们对它进行了重点介绍。在量子计算的物理实现上,我们从理论研究的纯熟度及实验中可操作性的难易度上考虑,着重对谐振腔这一物理系统进行了介绍。2.介绍了在研究量子系统时所需要掌握的一些与运算相关的基本知识以及与量子系统紧密相关的一些性质。在介绍量子计算时,我们首先介绍了希尔伯特空间,这是一个将物理实体或者说是物理模型与数学工具紧密联系在一起的一个平台。随后,我们围绕量子力学中的一些基本公设进行了说明。在介绍完这些基本运算规则之后,我们对本文下面将会涉及到的一些与量子系统的性质相关的内容进行了讨论。我们引入冯·诺依曼熵来对量子纠缠进行度量、引入贝尔不等式方法来对量子系统的非局域性关系进行研究。3.对耦合谐振器波导系统进行了详细的分析。参考信息论中的熵的概念对量子系统的基态中的相变问题进行了研究。随后,我们又研究了系统基态的不同二体之间的纠缠问题,为了进行定量的计算及说明,我们选取了冯·诺依曼熵这一个方法。最后,我们对量子系统所表现出的非定域性这一现象进行了研究并对CHSH不等式进行了详细的计算。当系统之间的量子纠缠非常小时,它们之间的经典关联起着主要的作用。只有当它们之间的关联作用非常强烈时,突破经典极限的现象才易被观察到。4.我们着重讨论了求解有限维量子系统的哈密顿量的矩阵表达式的方法。主要包含两个步骤:构建我们所研究物理系统的希尔伯特空间;依据希尔伯特空间基矢计算哈密顿量矩阵表达式的元素。在讲到构建希尔伯特空间时,我们引入混合数基系统以节省内存。在讲到计算矩阵元素时,我们以一个具体的量子系统为例进行了详细说明。讲解完我们的程序设计方法之后,我们选择了一些典型物理系统来实践上面讲述的方法,并且研究了系统的不同参数对量子态演化的影响。