양자 컴퓨터는 다이아몬드 재료에서 나노 미터 크기의 원자 결함을 이용하여 일부 컴퓨터의 속도를 향상시킨다. 그러나, 실제 다이아몬드 기반 양자 컴퓨터는 정보의 기본 단위인 큐비트(qubit)로 작용할 수 있는 다이아몬드 구조의 정확한 위치에 결함을 배치할 수 있는 능력이 필요하다.

연구팀은 결함을 생성하기 위해 이전보다 훨씬 간단하고 정확한 기술을 개발하였다. 결함은 평균적으로 이상적인 위치에서 50nm 이내에 있다.

다이아몬드 결함 큐비트는 탄소 원자로 이루어진 다이아몬드 결정 격자의 위치인 공격자(vacancies)의 조합에서 유래하지만, 하나는 존재하지 않으며, 도판트는 탄소 이외의 원자의 원자 격자에 들어갔다. 이와 함께, 도펀트와 공격자는 도펀트와 공격자의 중심을 생성하는데, 여기에는 자유 전자가 결합되어 있다. 중첩될 수 있는 전자의 자기 방향 또는 스핀은 큐비트를 구성한다.

양자 컴퓨터의 설계시 문제는 큐비트에서 정보를 읽는 방법이다. 다이아몬드 결함은 자연광 방사기이기 때문에 간단한 해결책을 제시한다. 실제로 다이아몬드 결함에 의해 방출되는 가벼운 입자는 큐비트의 중첩을 보존 할 수 있으므로 양자 컴퓨터 간 양자 정보를 이동할 수 있다.

가장 많이 연구된 다이아몬드 결함은 다른 후보 큐비트보다 오랫동안 중첩을 유지할 수 있는 질소 - 공격자의 중심이다. 그러나, 주파수의 스펙트럼에서 빛을 방출하므로 양자 컴퓨팅 측정에서 부정확성을 초래할 수 있다.

연구팀은 좁은 주파수 대역에서 빛을 방출하는 실리콘 - 공격자 중심을 대신 사용한다. 자연스럽게 중첩을 유지하지는 못하지만, 이론에 따르면 밀리켈빈 범위로 온도를 낮추면 문제를 해결할 수 있다.

그러나, 판독이 가능하려면 발광 큐비트의 신호를 증폭해야 하며, 계산을 수행하기 위해 신호를 지시하고 재결합 할 수 있어야 한다. 그렇기 때문에 결함을 정확하게 찾을 수 있는 능력이 중요하다. 다이아몬드로 광학 회로를 에칭한 다음, 결함을 임의의 장소에 삽입하고 임의로 결함을 생성한 다음 광학 회로를 구성한다.

연구팀은 처음으로 200nm 두께가 될 때까지 인조 다이아몬드를 형성한 후, 다이아몬드 표면을 에칭했다. 이는 결함에 의해 방출되는 빛의 밝기를 증가시켜 방출 시간을 단축시킨다.

이 후, 실리콘 이온 스트림을 추출하기 위해 나노 임플라터라는 장치를 이용하여20 ~ 30 개의 규소 이온을 다이아몬드의 각 광학 구멍으로 분사하였다. 이 경우, 약 2 %만이 관련 실리콘 - 공격자 중심을 가진다. 그러나, 연구팀은 더 많은 공극을 생성하기 위해 전자빔으로 다이아몬드를 발사하는 프로세스를 개발했다. 다이아몬드를 약 섭씨 1000도까지 가열하면 공극이 결정 격자 주위를 이동하여 실리콘과 결합 할 수 있다.

연구팀은 공정에 다이아몬드를 적용한 후, 수율이 10 ~ 20 %로 증가했다. 연구팀은 실리콘 - 공격자 중심의 위치를 분석했을 때, 공동의 가장자리에서 최적 위치의 약 50 nm 내에 있음을 발견했다. 이는 약 85-90 %의 밝기의 방출된 빛으로 밝혀졌다.