이상윤 교수는 점결함의 전자스핀과 핵스핀을 큐비트로 구현하는 연구를 진행하였으며, 스핀 큐비트의 결맞은 상태 유지, 제어, 측정뿐 아니라, 반도체 기반 양자 소자 개발, 양자 네트워크 구현에 필요한 스핀-광자 인터페이스 연구에 관한 우수 논문을 Nature Materials, Nature Nanotechnology 등에 발표하였다. 현재, 한국연구재단 양자정보과학 연구개발생태계 조성사업 과제 “반도체 점결함양자컴퓨팅 국제공동연구단”, 한국연구재단 중견연구과제 “넓은 밴드갭반도체 점결함스핀을 이용한 다중 큐비트양자정보처리 소자”를 수행 중이다.