本报告研究了纳米磁性分子的量子效应以及在NMR模型中最大纠缠态的单步实现.研究内容主要包括以下四个方面:(1)我们按照Grover算法的另一个版本,提出利用磁性分子Mn<,12>在多频相干磁脉冲的作用下实现信息存贮装置的新方案.信息的读入分两个步骤:第一步是实现一个中间态|ψ(T<,1>)>;第二步是达到信息编码的态|ψ(T<,2>)>.我们计算了实现信息读入的所有控制参数,而且要求磁脉冲的作用时间少于Mn<,12>分子中量子态的退相干时间.我们设计的方案可以使所有的信息态重新回到中间态.(2)研究了单轴亚铁磁粒子在外加任意方向磁场时的量子—经典转变.在横向和纵向磁场共存的情况下,我们计算了一阶和二阶转变之间的相界线,并由此给出了相图.研究显示,对于不同的非补偿相对大小,外加纵向磁场对量子—经典转变的影响是非常不同的.(3)研究了双轴亚铁磁粒子在外加沿难轴方向磁场时的量子—经典转变.与不同方向磁场的结果比较,发现磁场沿难轴时相图的定性行为不同于磁场沿中间轴时的相图.研究显示,在约束条件下的参数范围内沿难轴方向的磁场有利于一阶量子—经典转变发生.这个结果预期在磁性分子Fe<,8>和Fe<,4>的实验中被验证.(4)提出一个在NMR模型中实现多量子比特最大纠缠态的单步操作方案.我们解析得到实现双量子比特的Bell态和三量子比特的GHZ态相应的磁脉冲参数,如频率、相位、振幅以及脉冲作用时间等.本方案可以推广到产生N量子比特的纠缠态.发现用于数值计算磁脉冲参数的两个规律,这两个规律分别对应产生偶数个量子比特的纠缠态和奇数个量子比特的纠缠态.在4≤N≤10的情况中成功地验证了这两个规律.数据拟合发现,1nt<,0>与1nN满足线性关系,而且脉冲作用时间t<,0>近似正比于√N.