本文主要内容是实验上研究基于冷原子系综的量子信息处理。　　 我们在实验上首次实现了与窄带极化纠缠光源的存储接口，成功将窄带极化纠缠光子存储到冷原子量子存储器中，并以较高的保真度读出量子纠缠态。在此基础上，我们扩展了量子存储器的模式并提升了其存储性能，成功将双光子极化纠缠对存储，并以98％的保真度读出纠缠，检验了其纠缠特性。　　 我们也通过研究超冷原子在超晶格中的相互作用来实现基于原子的两体与四体纠缠态。我们首先制备了87Rb的玻色-爱因斯坦凝聚体，并成功将其压缩成二维量子气体，然后我们将超冷原子装载到二维晶格中，实现超流-Mott绝缘态的相交。在此基础上我们讨论了在超晶格中基于高阶隧穿效应实现多体纠缠的过程和可行方案。　　 我们在实验中发展的技术将在未来为远程量子通信，可扩展的线性光学量子计算，量子模拟，拓扑量子态等重要科学问题的研究中起到重要作用。