近年来量子信息与量子计算科学得到了迅速的发展,量子信息处理器被广泛地用于量子计算、量子模拟、量子度量等方面的研究。不断有新的量子算法、量子方案被提出,迫切地要求人们不断提高实验技术手段,使这些算法和方案能够早日被实验实现。核磁共振平台是一个很好的量子方案测试平台,其提供了丰富而又精密的量子操控手段。最近几年很多量子计算方案在此平台上得到实现,并且在此过程中发展了一系列的实验技术。本人在液态核磁共振平台上,对若干量子算法、量子方案进行了实验验证。为了能提高实验可操控量子比特位数以进行更复杂的量子实验,掌握并发展了一系列多比特控制技术,并实现了 7比特标记赝纯态制备。此外提高样品极化度在量子信息处理过程中起着重要的作用,对如何有效提高样品初始极化度做了些理论研究工作。本论文的主要内容如下:1.第一章是对量子计算的背景介绍。简要描述了量子比特、量子逻辑门等基本概念,回顾了一些量子算法,并介绍了几个目前主流的量子计算物理实验体系。2.第二章主要介绍基于核磁共振量子计算的基本概念、模型以及量子操控技术。3.第三章介绍了利用核磁共振技术对若干量子算法的实验演示。第一个工作是实验验证量子线性方程组算法,实验求解了2×2的线性方程组,三组实验得到的实验解误差都只有7%左右,很好地验证了此算法的正确性和有效性。第二个工作是实验验证高斯和算法,利用此算法,实验实现了对整数9和15的square-free判断以及square-free分解。第三个工作是实验验证了 4比特H型魔态提纯方案。4.第四章讨论了有关多量子比特核磁共振体系的实验操控技术。首先讨论了多比特实验中的技术困难,然后结合制备7比特标记赝纯态实验对一系列多比特核磁实验技术进行了描述。5.第五章提出了一种新的基于热库的算法冷却方案。先简要回顾热库算法冷却以及核Overhauser效应,然后利用关联表象下的Redfield方程推导出Γn弛豫过程的具体作用形式。联合Γn弛豫与免退相干子空间,提出新的热库算法冷却方案,进一步提高了冷却的极化度上界。6.第六章是总结与展望。