在过去的数十年中,利用量子力学特殊的性质,人们已经在推动信息技术方面有了重大进展。经典的信息处理器已经接近量子极限,同时,对于经典图灵机来说,模拟量子系统是不可能的。在对量子信息处理的研究中,在一些问题的解决方面诞生了一些对比经典算法有重大提升的量子算法,比如大数分解和无序数据库搜索。另外,使用量子模拟器模拟量子系统也是可能的。核自旋的相干时间长,并且控制技术成熟,是最早的实现量子算法和量子模拟的系统之一。在这篇文章中,首先,我们简单地介绍了信息技术的发展历史以及量子信息处理的发展历史。然后,从量子力学的基本原理出发,我们介绍了量子信息处理的一些基本内容以及物理的实现。接下来,我们介绍了基于傅里叶变换的核磁共振技术。有了以上这些知识作为基础,我们基于DiVincenzo的5条判据,介绍了如何利用核磁共振技术进行量子计算。论文的第一个工作是实验上实现了一个单量子比特的纯化方案。Cirac等人在大约15年前提出了这个单量子比特的纯化方案,这个方案从低保真度的量子比特中获取高保真度的量子比特。然而,直到现在,由于实现这个协议需要精确地控制和完整地实现一个复杂的量子网络,这个方案没有被完整地实现过。我们将介绍一下我们在核磁共振系统中对这个单比特纯化协议的实现。实验结果和理论预测符合得很好,标志着这个协议的有效性和通用性。论文的第二个工作是实验上利用部分可观测量的时间轨迹去识别一个系统的动力学参数。理论上,一个完整的刻画一个量子系统的方法是量子过程重构,然而,量子过程重构需要大量的实验。最近,有人提出来一个基于部分可观测量的时间轨迹的哈密顿量识别算法。我们利用核磁共振量子信息处理器对具有不同形式哈密顿量的系统实现了这个算法。我们对理论的预测和实验结果的比较显示出这个算法是可行的,并且给出了和传统的基于傅里叶变换的核磁共振方法提供了几乎相同的信息。最后,我们利用数值模拟,研究了这个算法对于退相干的鲁棒性。