量子信息是利用量子系统的相干及纠缠特性进行信息编码、传输和处理的-门新兴前沿科学。金刚石内的氮缺陷(NV)色心的电子自旋具有很长的相干时间,容易使用光或磁场对它进行操纵,且因体积较小,可与微腔耦合。基于这些优点,NV色心与微腔QED的耦合被认为是在常温下构造固态量子信息处理器的一个有效途径。本论文基于NV色心-微腔耦合系统研究量子信息处理,提出一系列能有效抑制消相干效应的方案。主要内容包括：1、利用量子Zeno动力学,提出在单个腔及耦合腔系统中实现两个NV色心之间量子态转移的方案。在大失谐条件下量子比特间通过交换虚光子发生耦合,并且系统的动力学被限制在不同基态所构成的子空间中,因而我们的方案对腔耗散和自发辐射均不敏感。2、基于两个NV色心与一个微腔的共振和非共振的耦合,分别提出实现NV色心条件相位门的不同方案。在光纤连接的耦合腔系统中提出了借助强经典场的驱动实现非传统几何相位门的方案。在该方案中,量子逻辑门操作不依赖于腔模的初态,因此保真度对热光子不敏感。此外,由于几何相位的优点,这一方案对噪声微扰具有抵抗性。3、在NV色心系综-超导腔-超导比特的复合系统中提出两个NV色心系综纠缠控制的方案。在腔模和微波场的诱导下,超导比特与NV色心系综发生相互作用。通过调整微波场的频率,可对纠缠进行控制。利用该模型还可制备两系综的NOON态,多维纠缠态及相干叠加态。整个过程中,超导微波腔始终处于真空态,因此腔模的耗散可得到抑制。4、基于暗态的绝热演化,提出在光纤连接的耦合腔系统中制备多个NV色心W态的方案,并讨论相位协变克隆的实现。整个演化过程保持在暗态子空间内进行。该方案的特点是在暗态演化过程中腔和光纤模都不被激发。此外,操作过程不需要精确地控制相互作用时间,而且保真度对参量的起伏不敏感。5、研究了一个双模场对NV色心系统纠缠动力学的影响。考虑两个NV色心初始处于纠缠态,其中一个色心与双模场发生Raman相互作用。讨论两NV色心的共生纠缠度的演化与场的光子数分布及腔-NV色心的耦合系数的关系。