摘要：纠缠态作为一种物理资源,在量子信息的各方面,如量子隐形传态、量子密钥分配、量子计算等中都起着重要作用。然而,受实验条件限制和不可避免的环境噪声的影响,制备出来的纠缠态并非都是最大纠缠态。因此,为达到更好的量子通信或量子计算效果,需要通过纠缠提纯技术将混合纠缠态提纯为最大纠缠态。目前对于常用的两种量子态Bell态和GHZ态的纠缠提纯人们已经进行了广泛的研究,但是对于纠缠度更高的W态的纠缠提纯技术的研究仍处于探索阶段。为了解决W态的纠缠提纯问题,得到高亮度高质量的最大纠缠W态,本文提出了三种确定性的高效可行的纠缠提纯方案。方案中三个参与方不仅能从多自由度的超纠缠W态中获得其最大极化纠缠态,而且该系统仅需在空间自由度上纠缠而非同时在极化自由度上也纠缠,具体如下：首先,提出了两种基于PBS的W极化态的纠缠提纯的方案：方案一是利用当前实验容易实现的线性光学技术；方案二是采用交叉克尔非线性技术,它不需要复杂的单光子探测器来辅助测量光子的数量。这两种方案都可以在多个自由度下成功获得高效的纠缠信息量,但是都只考虑在单个自由度上的提纯。随后本文针对上述方案进行了改进,提出了一种基于量子中继器的W-HES态的纠缠提纯方案。通过引入量子中继器不仅能提高W混合态的保真度还能提高相干态的幅度,同时全面分析并处理了在噪声信道中该混合系统可能发生的三种错误：比特翻转错误、相位翻转错误和相干态光子丢失错误。最后,对其性能进行了分析比较,通过计算得出其保真度有了很大的提高。论文中提出的确定性W极化态的超纠缠多自由度提纯方案在消耗较少的信息资源情况下都能得到高保真度的W态,改进的方案还能提高相干态的幅度,这在量子通信网络的实际应用中有一定的使用价值。图15幅,表2个,参考文献70篇