近些年来,量子信息科学与技术得到了长足的发展。在这篇论文里,我将讲述我在过去五年中所做的关于量子信息理论的工作。论文的内容主要分为两个部分。一是关于不涉及动力学细节的量子信息处理,具体而言,就是关于将图态拓展到d能级超图态。我们研究了这类量子态的性质以及可能的应用。另一部分是关于有记忆效应的量子动力学的研究。在量子信息处理之中,我们所关心的系统往往不能看作是孤立系统,因而与系统相互作用的环境粒子或者环境场会给系统的动力学带来随机性。由于Born-Markov近似条件在一些系统里尤其是新近的一些实验系统之中并不能成立,动力学中的记忆效应必须要被考虑。在这篇论文里,我将介绍我在近几年中所做的两个关于非马尔可夫量子系统的工作。第一个是关于一个玻色子-玻色子纯退相位模型。我们在论文中提出了这个模型,并研究了它里面的记忆效应。在研究中,我们提出了一个基于量子性演化的非马尔可夫判据。在二能级系统中,我们解析证明了它的合理性,在我们的模型（无穷维系统）中,我们用数值方法证明了这个判据的有效性。在研究这个模型动力学可分性的过程中,我们注意到对于一类开放量子系统,可以构造一系列的可分性条件。关于这个可分性层级结构的系统研究就构成了我对于非马尔可夫开放量子系统的第二个工作。