量子信息学在近年来发展非常迅速,已经成为近几十年兴起的最令人瞩目的科学进展之一。量子信息的发展有希望对算法的问题、信息处理过程、操控纳米量级的设备以及基础物理带来重大影响。由于量子自身具有奇妙的性质,可以有很多奇妙的作用。比如,只需要传送一个量子位来完成两位信息的通信。这就是量子密集编码。以及实现物质的瞬间快速转移,这就是隐形传态。然而,要想使量子信息处理机器在现实中得以实现还是很有挑战性的。目前已经研究出不少原型物理系统,如简单谐振子,腔量子电动力学装置,离子阱,分子核磁共振,光子和非线性光介质等。本文介绍了我们在腔QED用四原子cluster态实现量子密集编码的方案。作为量子信息的重要概念之一,量子不可克隆定理指出想获得一个未知量子态的精确拷贝是不可能的。这就保证了量子密码术的绝对安全,这也是量子信息和经典信息之间最大的不同之一。然而,虽然精确克隆做不到,近似克隆还是可以做到的。如果量子信息能够被部分克隆或很大程度克隆,这将会影响量子信息传送的安全性和私密性。所以,对量子克隆的研究引起了人们很大的兴趣。本文介绍了我们利用线性光学元件实现1→2最优对称性实数态克隆。本文结构安排如下：第一章为引言,简要介绍了量子信息的知识,量子纠缠现象和纠缠态的制备方法,量子隐形传态的基本思想,量子不可克隆定理。第二章介绍量子纠缠态的制备和线性光学元件知识。第三章介绍我们关于量子密集编码和量子克隆基本知识。第四章给出量子密集编码和量子克隆实现方案。第五章对全文进行总结及对未来的研究方向进行展望。