量子信息学是一门新兴的交叉学科，具体结合了信息学，量子力学，工程学等。不同于经典信息学，量子信息学是利用量子相干性和量子纠缠来进行信息的编码，传输和计算。量子并行算法，Shor算法，Grover算法以及量子隐形传输，这些都体现了量子信息学有着巨大发展潜力。然而，由于量子系统在操作过程中要与周围的环境要发生不可避免的相互作用，使得系统的相干性极其容易被破坏，这给量子信息处理的具体实现带来了巨大的困难。因此，在量子操作过程中，高效率的操作方案对于其在实验中的实现有着非常重要的意义。本文主要在电路QED(Quantum Electrodynamics)系统中，探讨了如何利用原子和腔的共振高效制备纠缠光子数态，以及实现任意量子纯态在两个三能级系统之间的传输。整篇论文的安排如下:　　在第一章绪论中，对整个量子信息学进行简单的概述，介绍量子信息学中几个重要分支领域。　　第二章，主要介绍量子信息中一些基础知识。首先，简述量子纠缠的定义，介绍几种常见的纠缠态以及它们在量子信息中的作用。然后，介绍量子退相干通道。最后，推导在波恩近似和马尔科夫近似条件的量子主方程。　　第三章，对电路QED系统进行简介，首先对电路QED系统进行一个简单的概述，然后介绍目前比较常用的超导比特和谐振腔。　　第四章，主要介绍本文在电路QED系统中两个工作:(1)如何高效制备腔的NOON态;(2)如何完成任意qutrit（三能级原子）量子纯态的传输。　　最后，将对全文进行总结。