金刚石材料对于量子互联网等未来技术具有重要意义。特殊缺陷中心可以用作量子位（qubits），并发射被称为单光子的单光粒子。
为了在量子网络中以可行的通信速率实现长距离数据传输，所有光子都必须收集在光纤中并传输而不会丢失。还必须确保这些光子都具有相同的颜色，即相同的频率。到目前为止，满足这些要求是不可能的。
由柏林洪堡大学 Tim Schröder 教授领导的“集成量子光子学”小组的研究人员在全球范围内首次成功地产生和检测了从量子光源发出的具有稳定光子频率的光子，或者更准确地说，来自金刚石纳米结构中的氮空位缺陷中心。
这是通过仔细选择金刚石材料实现的；在 Ferdinand-Braun-Institut、Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik 的联合实验室金刚石纳米光子学中采用复杂的纳米制造方法；和具体的实验控制协议。通过组合这些方法，先前干扰数据传输的电子噪声可以显着降低，并且光子以稳定的（通信）频率发射。
此外，柏林的研究人员表明，在开发的方法的帮助下，空间分离的量子系统之间的当前通信速率可以提高1倍以上 - 这是向未来量子互联网迈出的重要一步。
科学家们已经将单个量子位集成到优化的金刚石纳米结构中。这些结构比人类头发细1倍，可以以定向方式将发射的光子转移到玻璃纤维中。
然而，在纳米结构的制造过程中，材料表面在原子水平上受到破坏，自由电子为产生的光粒子产生无法控制的噪声。噪声与不稳定的射频相当，会导致光子频率的波动，从而阻止成功的量子操作，例如纠缠。
所用金刚石材料的一个特点是晶格中氮杂质原子的密度相对较高。这些可能保护量子光源免受纳米结构表面的电子噪声的影响。“然而，确切的物理过程需要在未来进行更详细的研究，”与Tim Schröder教授一起研究量子系统的Laura Orphal-Kobin解释说。
从实验观察中得出的结论得到了统计模型和模拟的支持，来自同一研究小组的Gregor Pieplow博士正在与实验物理学家一起开发和实施。
该论文发表在《物理评论X》杂志上。
