能量和信息的转移过程在光合作用过程、量子通信和量子计算中起着极其重要的作用。量子态不但是信息的载体同时也承担着能量。量子态的转移过程与光合作用过程、量子点中的信息和能量转移等有着紧密关系。本文研究由三个自旋形成的简单光合模型和由与外场耦合的双量子点系统两类典型的小量子系统中的能量和信息的转移过程。本文的主要内容如下：第一章为基础知识介绍。在此我们简单的介绍了光合作用中的能量转移过程、人工光合系统,以及双量子点中的量子比特的基本理论。在第二章中,我们研究了LH1-RC型和LH2型三聚体中的环境辅助激发能量转移问题。我们发现趋近于100%的能量转移效率,可在量子相变临界点附近出现。我们也进一步说明了在高温条件下量子相变效应对能量能量转移效率的影响得到了抑制,此时存在温度对能量转移效率的辅助效应。在第三章中,我们研究了LH1-RC型三聚体中的量子纠缠和单激发能量转移过程。我们分别探讨了环境的退相干,耗散以及温度对系统纠缠动力学和激发能量转移概率的影响,以及系统的量子相变效应在系统纠缠和单激发能量转移过程中所起的辅助作用。此外,我们还揭示了LH1-RC型三聚体模型系统中单激发能量转移效率与能量供体-能量受体之间纠缠所存在的密切联系。在第四章中,我们研究了双量子点中的单个电子在左右两个量子点之间转移以及量子信息在双量子点与量子化腔模场中的转移动力学问题。我们提出了一种操控双量子点的电荷比特的方案,该方案表明我们可以通过控制腔的参量来制备我们想要的初始量子态。此外,我们还接着提出了一种利用腔场来转移双量子点中量子信息的方法。值得一提的是,量子信息从双量子点向连续腔场的转移过程实现了信息从离散态向连续变量态的转移。在第五章中,我们研究了与双量子点相关的量子杂化系统中的量子关联和量子态的转移动力学。首先,我们提出了一个利用传输线而实现的双量子点自旋量子比特之间的磁耦合方案。我们阐述了这种自旋量子比特之间的耦合是可控的,并详细的研究了这种可控系统中的量子关联动力学演化。其次,我们还发展了由传输线实现的两个双量子点自旋比特与两个超导电荷比特的可控杂化耦合方案。我们还进一步分析了实现量子态从超导电荷比特到双量子点自旋比特间的转移的可行性问题。第六章是对本文工作的总结与展望。