作为经典计算方式的继承和发展，量子计算能有效处理经典计算科学中的许多具有相当计算复杂度甚至无法完成的难题，比如大数的质因数分解，量子人工智能问题等。
    中国科学技术大学杜江峰主持的重大科学研究计划项目“基于自旋量子调控的固态量子计算研究”发展了先进的自旋实验技术与实验装备，为自旋量子计算研究提供了重要支撑。该研究实现了保真度高达0.999952的单量子比特逻辑门和0.992的量子受控非门，是当前国际上最高精度水平的固态自旋量子控制；以自旋体系为量子模拟器，在实验上实现了对拓扑性质、李-杨零点等物理问题的量子模拟；将金刚石单自旋作为磁量子探针，首次获得单蛋白分子顺磁共振谱、单核自旋簇探测和原子结构解析等系列创新成果。
    该项目的研究成果和扫描探针、高梯度磁场等技术结合，在生命及材料领域的单分子成像、结构解析、动力学监测以及微观磁共振研究等方面具有广阔发展前景。