单光子的可控发生是量子网络、量子核算等量子技能的重要根底。包含德国柏林洪堡大学在内的研讨团队，选用飞秒级（1飞秒=千万亿分之一秒）超快激光脉冲，完成了现在金刚石量子体系中速度最快的光学控制操作，为单光子的高效可控生成供给了新的技能途径。这项研讨使根据金刚石的量子和分布式量子核算技能向实践使用迈出重要一步。相关效果发表于最新一期《天然·通讯》杂志。

　　长期以来，量子技能面对的一大应战是怎么使用激光控制量子比特，一起又能明晰地探测量子比特发射的光子，并作为信息载体加以使用。传统办法往往依赖于杂乱的光学滤波技能，不只下降体系功率，也约束了未来规模化使用。

　　此次，研讨团队开发的新办法处理了上述难题。他们聚集于一种特别的金刚石晶体，其晶体原子结构中存在一种特定缺点，即“锡空位中心”，也被称为“色心”。这些原子结构可作为安稳的量子比特，可以存储和处理量子信息，并与光子完成耦合。

　　使用新办法，团队经过两束准确调控的激光脉冲激起量子体系，使控制激光与带着量子信息的单光子更简单区别，然后明显提高光子使用功率。

　　超快激光脉冲使量子态控制进入全新的时间尺度，为完成更快速、更杂乱的量子操作供给了或许，一起也为构建实用化量子网络奠定根底。此外，研讨还发现，新办法能坚持体系内部的量子自旋态。这一效果也使金刚石量子中继器和分布式量子核算机间隔实践使用更进一步。