随着经典信息系统的不断发展和完善,其规模和集成度都已接近到了开发极限,再往下则会表现出越来越明显的量子效应。量子信息科学就是在这种背景下应运而生的。作为新一代的高新技术,它主要包括量子计算、量子通讯两大信息技术。量子纠缠是研究量子通讯的重要手段,特别是多比特的量子纠缠态,经常用作量子通讯的基本信道。而相位门是实现量子计算的必不可少的元件。因此量子纠缠态和相位门的研究对量子信息科学具有重要的意义。　　 腔QED在量子信息过程中一直扮演着重要的角色,因为它是具体实现的理想平台。而法拉第旋转机制在腔QED中的应用,使得很多量子信息过程都可以在低品质腔中完成,并且还不需要很强的耦合。这将大大的降低实验的难度。因此,研究基于法拉第旋转机制和腔QED的量子信息过程具有重要意义,本人也把它作为硕士学位论文的研究课题,所取得的研究结果主要包括以几个方面方面:　　 1、基于法拉第旋转机制和腔的输入输出关系理论,提出了一个制备GHZ态的方案。在这个方案中n个原子分别囚禁在n个低品质腔中,并且原子与腔之间不需要强耦合。每一个步骤都只是单光子与原子.腔系统相互作用,最后也只是探测一个光子而不需要进行多光子探测,这比那些需要两个甚至更多个光子探测器的方案更有效,实验上也更容易实现。在理想的条件下,本方案的成功几率是1。　　 2、同样是基于法拉第旋转机制和腔QED系统,并通过适当改造制备GHZ态的方案,提出了一个制备N个原子的一维和二维的cluster态的方案。在制备过程中为使激发态没有布居我们把信息编码在基态,这样可以很好的抑制自发辐射。本方案的优点在于对腔的品质要求很低,这使得本方案在实验上能较好的实现,并且有较高的成功概率。　　 3、在低品质腔和非强耦合的情形下,我们提出了一个实现两比特光子相位门的方案。本方案对实验条件要求较低。在如今的单光子源技术条件下,在短时间内可以通过重复实验步骤直至成功来实现光子的相位门。