氮空缺中心（鑽石）

氮空缺中心是鑽石晶體內部的一個原子級缺陷：一個碳原子被氮原子取代，緊挨著它的位置上又缺了一個本應存在的碳原子。這一對小小的缺陷會俘獲幾個電子，它們整體的自旋表現得像一個可控的量子位元。對晶片設計者而言，最值得注意的是它所處的環境：與超導位元或離子阱位元不同，氮空缺中心可以在室溫下用綠色雷射和微波來初始化、操控和讀出，不需要稀釋製冷機。

它之所以能運作，是因為這個缺陷的電子自旋既能被光「撥動」，也能被微波「推動」。用綠色雷射照射它，自旋往往會被泵浦到一個已知的起始態；施加一束與其共振的微波，就能讓自旋在能階之間翻轉；之後再用光學方法讀出，因為缺陷會隨著所處自旋態的不同而發光略亮或略暗。旁邊的氮原子核，有時還有晶格中的碳-13 原子核，可以充當壽命更長的額外量子記憶體；而這個缺陷還能發出攜帶量子資訊的單光子，透過光纖把資訊送走。

說句實話，氮空缺中心的強項在於量子感測和作為網路節點，而不是通往大型電腦的路線。單個缺陷對附近的磁場、電場和溫度極其敏感，因此是一種出色的奈米尺度感測器；它的自旋-光子連結也讓它成為量子網路的候選構件。但要在晶片上把許多氮空缺位元連起來卻很難：精確放置缺陷、高效地把它們的光子取出來，以及室溫下並不算長的同調時間，都讓它仍是一個小眾、專門化的平台，而非像超導或自旋量子位元晶片那樣有望大規模擴展的競爭者。