Debido al efecto de confinamiento cuántico, los puntos cuánticos semiconductores autoensamblados poseen niveles discretos de energía similares a los átomos, lo que permite una emisión única de fotones con alta indistinguibilidad, alta luminosidad y alta pureza. Sus múltiples estados excitónicos pueden generar fotones con diferentes modos de polarización. Las micro y nanoestructuras ópticas son un medio eficaz para regular las propiedades de emisión de los puntos cuánticos. Cuando un solo punto cuántico está débilmente acoplado a una microcavidad óptica, el efecto Purcell mejora considerablemente el rendimiento del punto cuántico como fuente de fotones únicos o fuente de pares de fotones entrelazados. Al mismo tiempo, un sistema de acoplamiento fuerte entre el punto cuántico y la microcavidad óptica puede servir como un nodo cuántico en una red óptica cuántica, así como para estudiar efectos no lineales ópticos a nivel de fotón único. El acoplamiento entre el punto cuántico y la guía de ondas óptica permite la conversión coherente entre qubits cuánticos sólidos y qubits fotónicos voladores, así como un procesamiento y transferencia de información eficiente, construyendo así redes ópticas en chip confiables. Además, el punto cuántico único también tiene un estado de espín controlable y puede servir como portador de qubit. Considerando que el proceso de fabricación de dispositivos basados en puntos cuánticos se integra fácilmente con tecnologías semiconductoras maduras, el diseño de dispositivos basados en puntos cuánticos posee buena escalabilidad y potencial de integración.

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