Optikailag is aktív és egyben elektronspinnel rendelkező ponthibák alkalmasak lehetnek kvantumbit állapotok megvalósítására szilárdtestekben. Az egyik leginkább használt és vizsgált rendszer az ún. nitrogén-vakancia színcentrum a gyémántban, amely triplett spinjének spin-alállapotait szobahőmérsékleten tudták koherensen manipulálni fénnyel való gerjesztés segítségével. Ezen szilárdtestbeli kvantumbitek manipulációjában az alap és gerjesztett állapotok azonosítása, a gerjesztett állapotok energiaszintjein túl, a hiperfinom kölcsönhatás, Jahn-Teller instabilitás, spin-pálya kölcsönhatás, elektron spin-spin kölcsönhatás, továbbá az elektron-fonon csatolások is mind fontos szerepet játszanak, amelyeket kizárólag kísérleti módszerekkel nem lehet közvetlenül megvizsgálni. A diplomázó feladata a témavezető által kiválasztott ponthiba rendszerre az irodalmazást elvégezni, illetve a felsorolt tulajdonságokat kiszámítani nagy teljesítményű HPC számítógépklasztereken alapvetően sűrűségfunkcionál-elméletre épülő módszerekkel. Az így kapott eredmények nagyban hozzájárulhatnak a szilárdtestbeli kvantumbitek megvalósításához, illetve a létező kvantumbitek kísérleti körülményeinek optimálásához.

[1] https://wiki.kfki.hu/nano/Defect_Identification 
[2] M. W. Doherty., et al., https://doi.org/10.1016/j.physrep.2013.02.001 
[3] G. Thiering and A. Gali, https://www.nature.com/articles/s41524-019-0158-3