本论文研究可实现突破经典测量精度极限的原子纠缠态的制备,包括自旋压缩态和双数态等。鉴于目前实验上广泛采用的动力学制备方案中存在的各种问题,我们力图寻找相应的解决方法,或探索新的制备方案。首先,针对动力学方案所制备的多粒子纠缠态难以存储这一问题,我们提出了一种存储最优压缩态的方案。该方案的主要思想是在最优压缩到来的时刻,通过旋转态使其在系统哈密顿量的某个本征态附近有一个极窄的分布,从而使系统的演化近似冻结在最优压缩时刻。我们将这种方案应用于两种将单轴扭曲模型转化为双轴扭曲模型的方案中,很好地解决了原方案的实验技术问题,从而大大提高了该方案的实验可行性。为了从根本上解决对参数依赖的敏感问题,我们尝试寻找纠缠的稳态或者基态以提高测量精度。我们研究了非厄米单轴扭曲模型的稳态的压缩性质。计算结果表明,在很大的参数范围内,非厄米项的引入使系统的稳态具有良好的压缩性质。在某些参数条件下,该稳态的压缩程度甚至比双轴扭曲模型的最优压缩态还要高。然而,和动力学制备自旋压缩态所需的时间相比,要获得这样的稳态往往需要更长的演化时间。此外,我们还研究了自旋为1的反铁磁相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体的基态。通过计算它的量子Fisher信息,证明其对测量精度的提高有所帮助。我们讨论了基态的制备及观测量的选择等问题。另外,我们还简单考虑了温度不为零的影响,计算了有限温度下热平衡态的量子Fisher信息。最后,针对传统的基于自旋混合动力学制备双数态的方案中存在的关联原子数目涨落大等问题,我们发展了一种基于绝热穿过旋量凝聚体相变点的方法来制备双数态,并针对该方案在实际的实施过程中可能遇到的问题做了详细的讨论。在我们的实验中观测到的可观的压缩系数和近乎完美的等效自旋长度表征了我们所制备的态与理想的双数态十分接近。我们的实验结果所给出的纠缠深度目前在国际上同类系统中是最大的。