信息科学在人们的日常生活中起着巨大的作用。然而目前的信息系统，例如计算机、通讯网络等，已经接近开发到极限状态。这时候，量子信息科学应运而生。量子信息学是量子力学与信息科学结合的产物。近20年来量子力学的新进展为信息科学的发展注入了新的活力，而量子力学的奇妙特性为信息科学提供了崭新的原理和方法，提供了突破经典信息学极限的途径。　　 量子Zeno效应是量子物理中最有趣的现象之一。通过频繁的测量，可以使得系统保持在初态不变。然而最近的研究指出，量子Zeno演化并不一定会冻结系统的动力学。通过频繁的投影到一个多维的子空间，系统将不再保持在初态，而是在所谓的“Zeno子空间”中演化。　　 另一方面，对单光子的发射和吸收的完全控制以及量子比特之间光子的路由是量子信息技术的核心内容。在这种背景下，人们开展了大量的相关研究。例如对光子的一维波导系统中的输运，虽然这个领域研究的时间不长，但已经有不少新奇的现象被预言甚至被观察到。　　 本文致力于利用量子Zeno动力学技术实现量子信息处理（包括制备远程纠缠态和实现量子可控相位门），以及单光子在一维波导中的输运。我们的工作包含以下几个方面。　　 1.GHZ态是一种有趣的而且应用广泛的多粒子纠缠态。人们提出了不少制备GHZ态的方案。基于量子Zeno动力学，我们提出了一个实现三原子GHZ态的方案，与之前的方案相比有很大的改进。整个过程只需一步就可以完成，这样可以有效减少实验中产生的误差。另外在整个过程中腔场模都只是虚激发，所以系统对腔场衰减不敏感。方案可以直接推广到多原子的情况。　　 2.量子门是量子计算机中最基本的操作。人们已经证明了任何多qubit门可以通过单qubit门和双qubit可控相门适当的组合而得到。基于量子Zeno动力学，我们提出了一种可以一步实现量子可控相位门的方案。此方案具有跟第一项工作类似的优点，对消相干效应（如腔场衰减，原子自发辐射）不敏感，数值模拟的结果也证明了方案的可行性。　　 3.得益于实验技术的发展，在一维波导中对光子的输运进行操控，是最近热门的研究课题之一。在这个系统中，人们发现了很多有趣的现象。我们设计了一种名为“单原子偏振器”的量子器件，它可以对光子的极化进行筛选。同时，我们在研究中发现，在这个模型中存在类似经典物理中马吕斯定律的表达式。