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随着信息科学的发展，传统的通信技术已经不能保证通信的安全性，故而量子通信技术应运而生。量子通信的过程主要是量子纠缠的远距离操纵的过程，而量子克隆是实现量子纠缠分配的过程，所以研究这二者对量子通信来说有着一定的意义。
目前，腔量子电动力学(cavity QED)系统被认为是理想的系统之一，主要是因为腔中囚禁的量子比特适用于作为静止比特，而系统发生作用产生的光子适用于作为飞行比特，用来传递信息。由于这二者的特殊性及互补性，引起了广大科研工作者的广泛关注。本文主要在腔QED系统中来实现量子纠缠和量子克隆。
1.腔QED系统下实现量子纠缠
(1)在一个双模腔中实现四粒子的Greehberger-Horne-Zeilirlger(GHZ)态。这种GHZ态不仅可以在光学腔中通过单一的共振相互作用确定性地产生，而且还可以在光学系统中概率性的制备。所制备得到的量子纠缠态的保真度并不受原子的自发辐射、腔衰变以及光子探测器的瑕疵所影响，最后我们给出了方案可行性的讨论。
(2)在三个分离的光学腔系统中，我们提出一个制备三粒子的GHZ态的方案。每个腔分别囚禁一个粒子并且被两个相同的单模光纤连接着，在制备纠缠态的过程中，原子体系和光纤都没有被激发，这一点有利于消相干问题的处理。在一定的条件下，腔模被激发的可能性也可以被忽略，同时利用绝热方法，GHZ态不仅可以确定性的制备，而且其保真度也基本上不受实验参数波动的影响。与先前的方案作比较，我们提出的方案的最大优势在于这每个腔都可以与其他两个腔直接地作用，这样避免了间接作用所引发的局域操作和非局域资源的损耗。
(3)基于不可辨识的偏振光子的干涉效应，利用非破坏性探测器，我们提出一个制备一定概率GHZ态、W态和Cluster态。在Lamb-Dicke近似下，我们并不要求所有的探测器必须同时探测到光子，这增加了实验的可行性。同时，我们的方案还具有这样的优势：量子纠缠态的保真度不受到原子自发辐射率、腔衰变率以及光子探测器的效率的影响。
2.在腔QED中实现量子克隆
(1)在腔电动力学基础上，我们实现了一个特殊的量子克隆机器，这种克隆机在单光子脉冲的帮助下，可以将信息从一个囚禁在腔中的原子身上复制到另外一个或两个囚禁在腔中的原子身上。通过调节参量，我们能够实现最优对称的1-2实数态克隆和1-3经济实数态克隆机。
(2)我们用囚禁的原子实现了一个可调控的最佳量子克隆机器。通过选择一对拉曼跃迁和合适的外磁场参量，我们不仅可以实现最佳对称(非对称)的普适克隆、相位协变克隆，也能实现最佳对称的经济型相位协变克隆。另外，原子的激发态和光子态都能绝热地被消除掉。在这个方案中，这种克隆机能够实现信息从一个原子复制到另外两个任意的原子上。