一直以来,量子关联包括量子纠缠、量子导引都是量子力学和量子信息科学中研究的基础性问题和重要课题。作为量子信息的核心资源,操控简单、压缩和纠缠度高、稳定持续及具备良好应用前景的量子关联一直是研究的重要目标。研究发现,实现和利用量子纠缠的过程中会受到环境的影响发生耗散过程,一方面导致量子纠缠消退等现象。另一方面,一定条件下,纯耗散过程反而导致纠缠增强,因此可以作为实现量子纠缠的手段并逐渐形成研究热点之一。另外,连续变量量子关联效应由于其操控相对简便,得到了更为广泛的关注和深入的研究。实现连续变量纠缠的典型机制是非线性的参量相互作用过程,此后,在不同的系统中,基于原子相干效应诱导的关联辐射激光、双光子过程、暗态共振效应等多种机制被提出用来实现量子纠缠或量子导引。在这些机制中,耗散库机制作为一个典型的方案被提出实现光子纠缠、光力纠缠、以及混合对象之间的纠缠。分析得知,原子系统中的非线性效应后面包含着耗散过程,导致压缩和纠缠的产生。我们注意到,二能级原子系统被提出用来实现稳定的量子纠缠,其内在的物理过程是基于单通道的耗散过程。进一步的研究将其推广到三能级系统,结果发现,双通道的耗散过程可以建立,并导致产生了完美的量子纠缠。这些方案的优势在于不需要初始制备非经典态,适用于共振和非共振的原子系统。但是,在不增加原子数或者弱耦合条件下是否能够产生稳定的量子纠缠?耗散和非线性共同作用机制是否可以产生条件更严格的量子导引?在超导人工原子和单原子系统中,我利用耗散库理论实现稳定的量子纠缠和量子导引。为量子通信和量子信息处理的调控提供一种有效的参考和借鉴。其主要研究内容如下:1.利用相位依赖的耗散机制实现两腔模间稳定的量子纠缠。在一个超导人工原子系统中,利用三个微波场同时与三能级Δ型原子相互作用形成一个封闭的环形结构,同时两个量子腔模分别与两个跃迁耦合。根据缀饰态理论和Bogoliubov模变换研究发现,三个强驱动场之间的集合相位可以用来有效控制原子耗散库机制,当Φ=0时,系统如同一个二能级原子库,形成单耗散通道,基于这个通道可以产生稳定的量子纠缠。当Φ=π/2或者3π/2时,系统如同一个三能级原子库,形成双耗散通道,此时可以获得更强的定态量子纠缠。研究的结果表明,耗散库机制可以通过调节相对相位进行有效控制。2.利用单原子系统中的耗散机制实现两腔模间稳定的纠缠和导引。之前的研究表明,在大失谐条件下单原子系统在弱耦合条件下可以用来实现量子纠缠,但纠缠通常会随时间的演化消失。基于一个典型的四态单原子系统,利用两个强场分别耦合两个偶极跃迁,两个量子场与另外两个偶极跃迁耦合。在对称条件下,通过耗散库理论证明了这个单原子系统表现为一个二能级原子库,当两个量子场分别与缀饰态绘景下的蓝边带和红边带共振耦合时,可以获得稳定的量子纠缠。进一步研究发现,随着耦合强度增加,量子纠缠会增强至一个稳定值。当选择两个量子模的耦合强度不相等,则可以在纠缠值较大的区域获得量子导引。研究结果表明,一个单原子系统不需要大失谐条件可以利用耗散库机制实现稳定的量子关联,这不仅在条件上,还在内在机制上与之前的工作完全不同。3.利用共振驱动的耗散机制实现两腔模间稳定的量子导引。之前的工作表明,在超导三能级Δ型系统中,利用相对相位控制耗散库机制实现了稳定的量子纠缠。受此启发,文中考虑两个共振场驱动的超导人工原子系统,不需要调节相对相位,通过调节两个场之间的相对强度即可获得稳定的单向和双向量子导引。进一步讨论并分析了其中的关联效应与量子纠缠、单向量子导引和双向量子导引的关系,结果发现,耗散速率会影响纠缠的大小。耗散速率越大,纠缠越高。当纠缠增加到一定值后,依次产生单向和双向量子导引。虽然双向量子导引性质与纠缠类似,但获得的条件更加严格。还根据实际的实验参数讨论了获得导引的稳定区域,这些工作为超导电路中实验实现量子导引奠定了基础。