得益于量子力学和信息技术的快速发展,量子计算这一新型计算模式正给我们的世界带来巨大的变革。基于量子纠缠的特性,量子计算在一些特定问题上的处理能力可远远超越经典计算机。在实现量子计算的诸多方案中,核磁共振系统由于其长期发展积累的优势,许多量子算法和模拟都在这种平台上完成。核磁共振量子计算属于系综量子计算,在初态制备方面采用赝纯态的方法。现有的赝纯态制备方案中有时间平均法、空间平均法、逻辑标记法等,但均存在一定的局限,例如多次实验带来的时间耗费、梯度场频繁使用所导致的信号衰减以及过多辅助比特所造成的量子比特资源浪费等。因而更加高效地制备得到具有高保真度的赝纯态是完成核磁共振量子计算实验的关键。本论文研究核磁共振量子计算系统的赝纯态制备,具体内容如下:第一章简要介绍了量子计算的发展历程和基本原理。第二章围绕核磁共振量子计算的具体实现和相关技术展开。第三章主要介绍了现有的赝纯态制备方案以及各自的特点。论文取得的主要成果在第四章:提出了一种在系综量子系统制备赝纯态的新方案,即“一步法”方案。相较于时间平均法需要进行多次实验、空间平均法需要多次使用梯度场以及逻辑标记法需要使用多个辅助比特,该方案对于任意量子比特个数的系统,均只需要进行一次实验采集、施加一次梯度场和使用一个辅助比特来完成赝纯态的制备。我们设计了方案的量子线路,通过构造量子线路的指数方案和多项式方案,我们分别给出了两种方案下量子线路的具体复杂度。结果显示当系统量子比特个数较多时,线路复杂度仍对应于多项式级。该方案与其他的赝纯态制备方案对比,该方案在实验采集次数、制备所得赝纯态形式、实验样品分子结构要求以及实验所得信号强度等方面存在优势。我们在核磁共振系统中对该方案进行了实验演示。量子态重构得到的实验结果与理论结果完全吻合,并且得到的赝纯态具有较高的保真度。我们对该方案在噪声环境下的鲁棒性进行了模拟研究。结果表明,该方案在有一定实验噪声的环境下仍然具有很好的鲁棒性。