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液体溶液中分子的核自旋使其成为极好的陀螺仪范围;快速的分子运动实际上有助于原子核保持它们的自旋定向为多次 ， 数秒 ， 可与相干相媲美被困原子的时间 。 人们提出了利用这些核自旋建立小型量子计算机的方法拥有50年的磁共振技术 。 在强磁场中 ， 核自旋可以通过拉莫尔频率来确定 。 在分子中 ， 原子核拉莫尔由于原子的屏蔽作用 ， 频率因原子而异分子键中的电子 。
用共振照射原子核射频脉冲可以操纵不同的原子核频率 ， 给出通用的一量子位门 。 交互产生于通过分子电子导的间接耦合 。 测量方法是通过观察感应电流来实现的环绕这种量子位集合样本的线圈 。 液态核磁共振技术使得量子处理器的操纵可以达到12个量子位算法协议的实现 。 这项工作是这在很大程度上是由于量子信息的发展 ， 激发了射频脉冲技术的进步 ， 多年的工程磁共振成像和相关技术;这些技术还在不断改进 。
初始化是核磁共振量子计算机的一个重要挑战 。 第一个建议使用了量子技术 ， 它隔离了初始化的信号高熵背景下的状态 。 然而技术最初的建议是不可扩展的 。 算法冷却 ， 可以帮助这个问题与额外的核极化 。 人们还注意到 ， 对于少量的量子位 ， 基于纯状态的计算可能缺乏纠缠 。 对这一问题后果的调查促使人们深入了解量子计算机力量的起源 ， 并导致了新的模型量子计算和算法解决伪纯状态可伸缩性限制的一种方法是要搬到固态核磁共振 。
保留所有权利动态核极化技术多种多样 。 缺乏分子运动允许使用核偶极-偶极耦合 ， 这可能会大大加快大门的速度 。 这是一个最近的例子对于固态核磁共振量子计算可以发现在实施多轮热浴算法冷却 。 另一种可能的扩展方法固态核磁共振系统将包括电子协助核控制 。 这些技术有可能应用于下一节所讨论的固体掺杂剂 。 到目前为止 ， 没有体积核磁共振技术显示充分的初始化或测量能力有效的纠正 ， 但核磁共振已经在许多量子位量子控制的方式 。
多秒的时间是可以比较的在液体中的时间门比亚毫秒长得多固体中的栅极时间 ， 但仍然短于时间尺度初始化和测量 。 在核领域的许多经验教训磁共振量子计算研究是最有可能的对推进其他量子力学的发展具有重要意义技术 。 固体中的量子点和掺杂剂真空中单原子量子计算的复杂性需要冷却并困住它们 。 大规模的量子位数组可能更容易如果“原子”被整合成固态 ， 就可以进行组装和冷却宿主 ， 激发使用量子点和单掺杂剂固体 。
这些“人造原子”发生在小型半导体上纳米结构、杂质或杂质复合物结合一个或多个电子或空穴进入具有离散能级的局域电位 ， 这类似于电子与原子核结合的量子点有很多种类 。 有些是静电定义的量子点 ， 其中的限制是由光刻技术定义的金属栅极上的控制电压产生的 。
【计算机的一个重要挑战】其他人是自组装的量子点 ， 有随机的半导体生长过程创造了限制电子或空穴的潜力 。 这两种量子点的关键区别在于深度它们所创造的类似原子的潜能;结果是静电的定义的量子点在非常低的温度和主要由电子控制 ， 而自组装量子点在较高的温度下工作 ， 主要是光学控制 。 最早在半导体中进行量子计算的提议之一 ， 即设想了电子静态定义的阵列 。
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