La presenza di difetti nei diamanti, come i centri di azoto vacante (NV), può agire come qubit, le unità fondamentali dell’informazione quantistica. Questi difetti possono essere controllati e manipolati per eseguire varie operazioni quantistiche, come la memorizzazione e l'elaborazione di bit quantistici (qubit). Introducendo difetti specifici in modo controllato, gli scienziati possono progettare diamanti con proprietà precise su misura per specifiche applicazioni di rete quantistica.
Uno dei principali vantaggi dell’utilizzo di diamanti difettosi per le reti quantistiche è la loro capacità di emettere singoli fotoni, singole particelle di luce su richiesta. Questa proprietà è essenziale per i protocolli di comunicazione quantistica come la crittografia quantistica e il teletrasporto quantistico. I centri NV nei diamanti difettosi emettono fotoni di elevata purezza, rendendoli ideali per la trasmissione di informazioni quantistiche su lunghe distanze.
I diamanti difettosi offrono anche una migliore fotostabilità rispetto ad altri materiali utilizzati nelle reti quantistiche. Possono resistere a livelli elevati di radiazioni senza compromettere le loro proprietà quantistiche, rendendoli adatti ad ambienti difficili e applicazioni spaziali. Inoltre, i diamanti difettosi hanno dimostrato resistenza alle variazioni di temperatura, garantendo prestazioni affidabili in condizioni variabili.
In sintesi, i diamanti difettosi sono emersi come una piattaforma materiale promettente per le reti quantistiche grazie alle loro proprietà uniche, come centri dei difetti controllabili, emissione di un singolo fotone, fotostabilità e resistenza alla temperatura. Sfruttando i "difetti" dei diamanti, gli scienziati hanno sbloccato nuovi possibilità di far avanzare le tecnologie quantistiche e di ampliare i confini della comunicazione e dell’informatica quantistica
