ダイヤモンド窒素-空孔中心
窒素を取り込んだダイヤモンドでは炭素原子とは結合しない残りの1方向には窒素の孤立電子対が分布するため、この方向の隣接部には炭素が入ることが出来ず、ダイヤモンド中には窒素(N)と空孔(V)がペアとなったNV中心と呼ばれる欠陥が生じる。このNV中心は電子を捕獲して負に帯電しやすく、その状態だと「空孔に隣接する3炭素から供給された3個の電子」と「窒素から供給された電子対」、「捕獲した電子1つ」の6電子がNV中心に存在する。この6電子は[↑↓][↑↓][↑][↑]とNV中心の位置の軌道に入り(最後の二つの軌道はほぼ同じエネルギーを持ち縮重している)、この結果、電子2つ分のスピンが生き残っている(この電子2つ分のスピンは,同じ方向を向く)。
通常、量子状態はたいへん壊れやすいが、ダイヤモンドの場合は結合が強く硬いためバンドギャップが広く、数百°C以上の高いエネルギーを加えてもこの電子を放出しないという性質があり、このことがスピンの安定に役立っていて、スピンの量子情報を壊す原因として、結晶構造の変形のしやすさを表す指標である「弾性係数」や、他の不純物や欠陥が持つスピンの存在などがあるものの、ダイヤモンドは硬く、また不純物や欠陥については炭素という1種類の元素からできているので、近年、合成技術が進歩したことで不純物や欠陥の影響を除去しやすく、スピンが持つ量子情報を室温で長く保持させることに貢献していて十分長く量子特有の「重ね合わせ状態」を保持できる。