本论文是在国家973计划和中科院知识创新工程项目的资助下完成的。主要目的是研究各种不同安全要求的量子保密通信体系，并讨论在多种物理体系中制备、操作各种量子纠缠态的问题。 本论文首次提出了对非局域变量进行非破坏性测量的概念，并讨论了这一理论在量子安全身份论证中的运用；提出了一种全新的正交直积态量子密钥分配方案；给出了一种不需要纠缠态的量子秘密共享方案；讨论了利用参量下转换过程实现量子数据隐藏的实验方案，成功解决了发送者态制备和编码的问题。本论文还着重研究了在原子系综体系中实现量子单光子存储器的问题，并给出在原子系综中多体纠缠态的制备方案；给出了多原子与腔场相互作用的一般性哈密顿量，提出了制备多原子GHZ态和W态的方案。　　 发现了腔QED体系中多原子与腔场相互作用的一般性哈密顿量，并成功解释了现有实验中出现的问题。该哈密顿量成为腔QED中的基本公式，受到广泛关注。