量子信息科学是以量子力学和信息科学为基础的一门新兴学科。对于量子信息处理,量子纠缠态和量子逻辑门的制备是非常重要的。绝热方法是制备量子纠缠态和量子逻辑门的一种有效途径。绝热方法的优点是对实验参数的涨落不敏感,而且不需要精确控制相互作用时间。但是,绝热方法通常需要长的演化时间,在长的演化时间下累积的消相干和损耗将破坏期望的动力学。因此,对传统的绝热过程进行加速来抑制消相干和损耗可能是最合理的方法。Berry和Chen已经提出了不同的绝热捷径技术,并且对量子纠缠态的制备进行了绝热加速。另外,腔量子电动力学(QED)系统因为能够抑制环境引起的消相干,而成为制备量子纠缠态和量子逻辑门的重要载体。本文基于Lewis-Riesenfeld(LR)不变式反向驱动方法在耦合腔QED系统中实现量子纠缠态和量子逻辑门的制备。本文主要内容如下:第一章,主要介绍了量子纠缠和量子计算的概念。对于量子纠缠介绍了几种常见的量子纠缠态及应用,对于量子计算介绍了常见的量子逻辑门。本章最后介绍了本文的研究内容和文章结构。第二章,主要介绍了量子光学中一些基础的理论知识。首先介绍了腔QED理论,并简单的介绍了腔QED系统中的Jaynes-Cummings(J-C)模型及耦合腔QED系统。然后,介绍了受激拉曼绝热过程(STIRAP)和基于连续耦合的量子Zeno效应。最后,介绍了 LR不变式理论,包括LR不变式的概念和基于LR不变式的反向驱动过程。第三章,主要研究了在腔QED系统中利用LR不变式反向驱动方法实现两粒子最大纠缠态和N粒子W态制备的问题。数值模拟结果显示了方案相比于传统的绝热过程所需要的演化时间更短,而且对原子自发辐射和腔场耗散引起的消相干具有鲁棒性。第四章,主要研究了在腔QED系统中利用LR不变式反向驱动方法实现快速可控非(CNOT)门制备的问题。数值模拟结果显示了方案具有较高的保真度,而且对实验上的参数涨落具有鲁棒性。最后给出了全文的总结与展望。