互联网和计算机的普及,通信技术的发展让人们感受到信息的快速传播给我们的生活带来的改变。同时人们也在思考和寻找更高效安全的通信手段,这就催生了近二十年发展起来的新型交叉科学一一量子信息。连续变量的量子信息近年来吸引了大量研究人员的兴趣,正逐步从理论研究走向实验探索,目前的研究表明在实验上已经实现了连续变量量子隐形传态,量子纠缠转换、量子密钥分配、量子密集编码、量子存储和量子计算。实际应用的量子信息需要稳定的、抗干扰能力强的纠缠态作为资源和载体,连续变量cluster态是一种高度纠缠的多粒子态,还被认为是实现单向量子计算的重要资源,因此在理论上和实验上寻找有效的理论模型和实验方案吸引了人们极大的关注。在实验上已经提出了很多利用线性光学方法制备连续变量cluster态的方案,本文我们主要讨论利用光腔制备cluster态的理论方案。本文我们提出了两种制备连续变量多模cluster态的理论方案。第二章中提出了第一个方案,我们提出的理论模型包含六个单模光腔,构成了一个光腔耦合阵列每个腔中包含一个四能级原子系综.光腔之间用短光纤连接实现腔模的耦合。理论推导上先把系统的自由哈密顿量变换到相互作用绘景,考虑腔模和激光频率与原子跃迁的大失谐,绝热消除原子的激发态得到只有原子基态和腔模相互作用的简化哈密顿量。再引入集合自旋算符和玻色算符,作旋转变换得到最终的原子与场相互作用的哈密顿量。在cluster态的具体制备中,先找到与图态结构对应的幺正变换矩阵,证明通过选择驱动激光场的拉比频率和相位,可以将所有模式同时制备到压缩态。我们证明在激光脉冲作用和腔损耗的作用下系统会演化得到稳态,可以完成连续变量六模线形、六边形和双方形cluster态的制备。最后我们根据cluster态的定义,验证了上述方案确实可以实现连续变量cluster态的单步制备。理论上,第二章中提到的单步制备的方法可以扩展到多模和任意形的cluster态的制备。实际上在我们的研究中也尝试了单步制备连续变量八模cluster态的可行性,可在这个过程中,我们遇到了目前没有解决的难题。转而我们提出了多步制备连续变量cluster态的方案。第三章中的理论模型是一个单模环形腔,其中包含八个原子系综。这八个原子系综按八边形排列,每个原子系综同时有两组激光驱动。理论推导上同样先将系统的哈密顿量变换到相互作用绘景,不过这里因为只有一个腔,所以其中腔模的自由哈密顿量的形式要相对简单。之后假设光场与原子跃迁之间存在大失谐,忽略原子的自发辐射,执行标准热消除并引入集合自旋算符做Holstein-Primakoff变换,经过一系列的简化计算得到系统的有效哈密顿量。之后展示如何利用八步,选择八次不同的激光参数将腔场与八个组合模的耦合演化到与其中一个模式的线性耦合,完成连续变量八模八边形、线形和双钻形cluster态的制备。之后我们证明在腔耗散的作用下,可以依次将所有的组合模制备到压缩真空态,得到连续变量八模cluster态的态函数并证明我们制备的目标态满足连续变量cluster态的定义。本文第四章对全文作了小结并提出了未来可能的工作方向。