中文摘要：

近几年来，在固态材料中实现了对单量子系统的测量和操作。该技术在量子信息处理，量子计算，量子计量学以及超灵敏磁学测量等领域有着广阔的应用前景。带负电的金刚石氮空位缺陷中心（色心）因其独特的电子学，光学和自旋性质，成为了最具有前途的候选者之一，引起了人们广泛的兴趣。但非完全可控的环境因素，不可避免地会对色心的性质产生影响，成为实现这些技术的主要障碍。鉴于此，本项目在原有的研究基础上，研究环境对色心性质所产生影响。主要可从两个方面入手（1）从电子和声子相互作用的角度，采用第一性原理研究晶格振动对色心各种性质的影响；（2）从电子和光子相互作用的角度，采用分子模型建立色心的量子态和电磁场相互作用的计算方法，并在此基础上研究电磁场对色心性质的影响。对这些问题的理解有助于在目前的实际应用领域中实现对量子态更精确控制和模拟，并为开发其在未来潜在应用提供一个必要而深入的理论基础。