20世纪90年代，随着量子力学的不断发展，一个新兴交叉学科—量子信息学诞生了，随即成为热门学科，吸引了众多的科研工作爱好者加入到这个科研队伍中。量子信息科学利用了量子力学中的叠加原理、不可克隆定理、非局域性等基本原理为依据，是量子力学与信息科学相结合的产物。它以量子态为信息载体，来完成信息的存储、处理和传输，它主要涉及量子通信和量子计算领域。　　 目前，实现量子信息处理过程有许多物理系统，其中常用的有:光学系统、光学腔量子电动力学(腔QED)系统、离子阱系统、核磁共振(NMR)系统、低温超导系统、量子点系统等等。在这几种系统中，对于长程传输量子态，由于光子具有高速传输和低噪音的显著性质，所以光学系统被认为是最好的物理系统之一，而且在实验方面也取得了较快较好的发展。另外，光学系统还有其他很多优点，比如，消相干时间长，容易制备和操控，易于传输等，因此，利用光学系统实现量子信息的处理是一个前景非常开阔的课题。　　 本文主要讨论了在线性光学系统中实现量子纠缠态的制备及其纯化。取得的主要成果如下:　　 1.在光学系统中实现三光子GHZ态和N光子GHZ态的态制备的方案　　 提出了一个在光学系统中利用非线性交叉克尔效应结合零拍探测的测量方式制备偏振三光子和N光子GHZ态的有效方案。我们主要利用相干光场在cross-Kerr介质中进行相互作用，通过控制相互作用时间，并对探测模进行零拍探测制备出三光子GHZ态，并且这个方案可以推广到N光子的GHZ态。与之前的方案相比较，我们的方案仅仅用到线性光学元件和交叉克尔介质，操作更简单并且效率高，在实验上更加合理。　　 2.在光学系统中实现任意四光子纠缠态的纯化　　 a)方案一　　 我们提出了一个在单光子的帮助下对任意四光子Cluster态的纯化方案。该方案利用了线性光学元件、非线性交叉克尔效应和零拍探测。Alice，Bob，CharlieandDan四个人处于四个不同的位置，他们能在一个任意的四光子纠缠态的基础上以一定的概率获得Cluster态。另外，该方案有效地使用了QND探测，并且，这个方案因具有更高的成功概率而更加可行。　　 b)方案二　　 提出一个对任意四光子非最大纠缠态的纯化方案。这个方案借助三个辅助单光子，可以以确定的概率得到一个四光子Cluster态并且该方案仅仅需要三步即可完成。我们的方案利用线性光学元件和弱交叉克尔介质，借助辅助单光子，大大的降低了实验难度，使得该方案切实可行并在实验上更简单合理。