量子通信的出现，从社交媒体账户到政府文件所有内容的黑客攻击，都可以在很大程度上被阻止。量子通信将使用被称为“光子”的光粒子来保护信息，而不是可破解的代码。问题是，量子通信目前受到单个光子能帮助安全发送多少信息量的***，这被称为“秘密比特率”。普渡大学的研究人员发明了一种新技术，可以将秘密比特率提高100倍，达到每秒超过3500万个光子。

    普渡大学电子和计算机工程博士后研究员Simeon Bogdanov说：“提高比特率使我们可以使用单光子，不仅仅是发送每秒的一个句子，而是发送具有极高安全性的相对较大的信息，如兆字节大小的文件。” ***终，高比特率将实现超安全的“量子互联网”，即称为“波导”的信道网络，其将在能够处理量子信息的设备，芯片，场所或团体之间传输单个光子。

    Bogdanov说:“无论黑客的计算技术有多先进，根据物理定律，基本上不可能在不被发现的情况下干扰这些量子通信通道，因为在量子水平下光和物质对干扰非常敏感。”

    利用光来发送信息是一种概率游戏：传输一比特的信息可能需要多次尝试。光源每秒产生的光子越多，信息成功传输的速度就越快。“一个源可能每秒产生大量光子，但实际上只有少数光子可用于传输信息，这极大地***了量子通信的速度，”Bogdanov说。

    为了实现更快的量子通信，普渡大学的研究人员改进了激光脉冲在人造“缺陷”(晶格中的局部扰动)中激发电子的方式，以及这种缺陷如何一次发射一个光子。研究人员通过创造一种新的光源来加速这些过程，这种光源包括一个仅10纳米大的小钻石，夹在银色立方体和银色薄膜之间。在纳米金刚石中，他们发现了一个缺陷，即由一个碳原子被氮取代而空缺留下缺失的相邻碳原子。氮原子和缺失的原子在钻石中形成了一个所谓的“氮空位中心”，周围环绕着电子。

    与这个缺陷耦合的金属天线通过一种叫做“等离子体”的混合光物质粒子，促进了光子与氮空位中心轨道电子的相互作用。通过中心一次吸收和发射一个等离子体，并且纳米天线将等离子体转换成光子，产生用于量子通信的光子的速率变得非常快。

    金刚石是自然界存在的特殊材料之一，具有***高的硬度、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、高绝缘、宽能隙、高的声传播速率以及良好的化学稳定性等，如下表。虽然天然金刚石具有这些***的特性，但是它们一直仅仅是以宝石的形式存在，其性质的多变性和稀有性极大地***了其应用。而洛阳誉芯金刚石制备的CVD金刚石膜将这些优异的物理化学性能集一身，且成本较天然金刚石低，能够制备各种几何形状，在电子、光学、机械等工业领域有广泛的应用前景。