随着人们对而信息安全及数据处理的要求越来越高,经典信息越来越不能满足人们的要求。而量子力学由于其不可克隆性和态的叠加原理等性质,使得量子信息有着绝对的安全性和经典信息不可比拟的并行性。随着近几年的研究,被囚禁原子、离子、超导回路、核磁共振系统在量子信息中的应用都取得了令人瞩目的成绩。而NV色心从一开始的不受关注到现在最有可能实现量子信息而备受推崇。NV色心已经在实验上证明金刚石中的NV色心已经在量子模拟和量子存储方面得以验证。金刚石中的NV具有良好的单光子性,这是其他系统无法比拟的,并且NV色心的稳定性和长时间的相干性使得NV色心在量子信息处理过程中的应用更加夺目。基于NV色心上面提到的优良的性质,我们的系统可以达到几十秒的操作时间如果系统允许我们可能能达到几分钟的相干时间。这对于量子信息来说已经是非常了不起的操作时间。在本论文中我们的工作内容主要是研究了在CVD方法合成的金刚石中浅层掺氟的样品在室温下实现可扩展的量子存储及单量子比特的可能。应用化学气沉积(CVD)方法生成的NV色心性质稳定并且具有长的相干时间。但是如果不能选取合适的化学试剂终止沉积表面得到的NV色心就会不稳定。而选取氟终止沉积表面的样品已经被证明其稳定性及长的相干时间。也解决了在室温下可以进行量子模拟的问题。将NV色心的电子自旋和氟原子核自旋的相互作用通过对称性和旋波近似等物理模型将系统简化为JC模型,通过对系统的演化来实现量子存储和量子门。由于在之前或是在我们的工作中,我们只能实现几个量子比特的量子存储器和单量子门。随着技术的日趋成熟,及材料科学和操作科学不断的进步,在不久的未来希望我们能实现更多量子比特的量子信息的处理器及存储器。