元素百科据研究，碳纳米管预计将成为量子单光子源。6月20日，根据洛斯阿拉莫斯国家实验室的官方网站，实验室研究人员正在与法国和德国合作伙伴合作，探索碳纳米管作为量子信息处理的单光子发射器的潜力。发表在最新一期《自然·材料学》杂志上的新研究将促进基于光学的量子通信和量子计算的发展。
论文作者之一，实验室集成纳米技术中心（CINT）科学家斯蒂芬·多伦说：“我们特别感兴趣的是，将纳米管集成到光学腔中，以控制和优化发光特性。碳纳米管能很好地集成到光学结构中，集成到电致发光设备中的碳纳米管能更好地控制发光时间。我们正在研究碳纳米管的缺陷状态作为电信波长单光子发射器通路及其光物理属性。”
在传统的信息网络中，信息以“比特”的形式流动，通过电子电路处理和调制，并通过光脉冲传输；量子信息网络使用“量子比特”来处理和存储量子信息。与经典网络不同，量子信息网络不同节点之间的信息传输是单光子，而不是强光脉冲。
论文指出，良好的单光子源（在规定的时间内最多发射一个光子光源）对量子信息处理和量子通信非常重要，而传统光源，如太阳能、电灯等，发射“成群”光子。
有鉴于此，实验室研究人员与法国和德国的合作伙伴探索了碳纳米管作为量子信息处理单光子发射器的潜力。目前，实验室已经开发出化学修改后的纳米管结构，故意制造缺陷和局部激子，并控制其释放。
多伦说，接下来，他们计划将纳米管集成到光学谐振器中，以增强光源亮度，产生难以区分的光子。他说：“创造一个难以区分的单光子取决于将这些碳纳米管功能化，使其适合设备集成，并最大限度地减少缺陷位点与环境之间的交互。”
