该论文的主要工作包括以下一些内容:·Arvind-Mukunda算法的核磁共振实验实现.利用胞嘧啶(Cytosine)中两个氢原子的核自旋作为量子比特,我们用液体核磁共振方法在这个同核系统中实验实现了Arvind-Mukunda奇偶函数判别算法,实验结果与理论很好的吻合.·三量子比特等效纯态的核磁共振实验买现.我们提出了一个高效率的三量子比特和四量子比特等效纯态制备方案,并在实验上实现了三量子比特等效纯态制备方案.·Fredkin门的核磁共振实验实现.我们提出了一个用三个跃迁脉冲实现Fredkin门的方法,与用多个两量子比特逻辑门及单量子比特逻辑门组合的实现方法相比,这种方法具有结构简单、脉冲数量少,在实验上易于实现的优点.我们在实验上成功地用这个方法实现了Fredkin门.·三量子比特逻辑网络的核磁共振实验实现.我们引入并定义了一个描述两个量子态之间关系的函数F(ψ<,1>,ψ<,2>),用这个函数定量描述个量子态之间的相似度.然后给出了一个在核磁共振量子计算中获取这个量的方法,利用该方法可以把两个量子态相似度与核磁共振中辅助量子比特相应谱峰的积分面积联系起来.在一个三量子比特样品上我们在实验上实现了这个方法,获取了两个量子比特之间的相似度函数,实验结果与理论预期相吻合.·量子中央处理器(Quantum Central Processing Unit)的设计.通用量子计算机的设计是建造实用量子计算机的一个重要步骤,通用量子计算机设计中的一个重要部分是设计可编程的量子计算器件.目前设计的可编程量子计算器件对数据态完成特定幺正操作的成功概率都小于1,这样当一个计算需要很多次编程的量子计算操作或需要串联很多个可编程量子计算逻辑网络时,整个计算能被成功完成的概率会很小.为了解决这个问题我们提出了量子中央处理器的设计.利用量子中央处理器可以确定性地完成特定的幺正操作,而且对于包含任意数目量子比特的计算和任意要求的计算精度,量子中央处理器总是可以被有效的构造.我们还描述了量子中央处理器的工作模式和步骤.