تشخیص حالتهای کوانتومی درهمتنیده و تعیین میزان درهمتنیدگی آنها از مهمترین مباحث نظریه اطلاعات کوانتومی است. در بررسی درهمتنیدگی اتم-فوتون، درهمتنیدگی حالت اتم با فوتونهای حاصل از گسیل خودبخود، مورد مطالعه قرار می گیرد. در این رساله، سامانه ی کوانتومی چهار و پنج ترازه شامل زیرترازهای زیمن که دارای آرایش V دوگانه هستند (این سامانه ی کوانتومی را میتوان توسط زیرترازهای فوق ریز خطوط 𝐷 در اتمهای فلزات قلیایی مانند 𝑅𝑏 85 و 𝑅𝑏 87 تحقق بخشید) را در مجاورت یک نانوساختار پلاسمونی در نظر گرفته ایم. درچنین حالتی، نرخ گسیل خودبخود ناشی از زیرترازهای زیمن و نرخ تداخل کوانتومی این گسیلها، تحت تأثیر فاصله ی اتم از نانوساختار پلاسمونی قرار می گیرد. بنابراین درهمتنیدگی اتم-فوتون برای چنین ترکیبی بررسی شده است و تأثیرات نرخ تداخل کوانتومی ناشی از گسیل خودبخود برحسب فاصله از نانوساختار پلاسمونی بر درهمتنیدگی اتم-فوتون به دست آمده است. در این رساله نشان داده شده است که با تغییر این فاصله، می توان میزان درهمتنیدگی را کنترل کرد. از طرفی، توزیع فضایی شدت، ناشی از باریکه ورتکس برای سامانه ی مورد نظر، محاسبه و شبیه سازی شده و نقش این توزیع شدت در درهمتنیدگی اتم-فوتون مورد تحلیل قرار گرفته است.
