量子通讯中有三项核心技能，分别是单光子源技能、量子编码和传输技能、单光子检测技能。许多研讨现已证明，运用单光子源的量子通讯是肯定安全的，而且具有很高的功率。由此可见，抱负的单光子源是量子通讯的根底，其特性的研讨具有很高的价值。
根据安全性方面考虑，为了确保在通讯过程中不会被光子数分束进犯，抱负的单光子源应该严厉满意每个脉冲中仅含有一个光子。可是，现阶段大多数试验所用的光源都是经过激烈弱光脉冲衰减得到，其光子数遵守泊松散布。这种光源严厉意义上讲是无法完成单光子脉冲的，实践做法是尽量下降每个脉冲里含有两个以上光子的几率，下降到不会对安全性发生影响。通讯体系中是存在损耗的，即便脉冲中含有两个以上的光子也很少带来安全隐患，此外因为脉冲大多是不含光子的空脉冲，因而严峻下降了密钥分配体系的传输功率，一起也增加了体系的误码率。所以高性能单光子源的研讨现已成为影响量子通讯开展的重要课题之一。
量子点单光子源：运用量子点能够稳定地宣布单个光子流，每个光子可由光谱过滤器分离出来。与其他单光子源比较，量子点单光子源具有较高的振子强度，较窄的谱线宽度，且不会发生光退色。现在的半导体基本上能够掩盖从可见光到红外波段。
量子点单光子源的研讨一向很活泼。2001年斯坦福大学的科研人员在GaAs衬底上制造出一层发光波长为877nm的InGaAs量子点，经过激光器发射把激光发射到量子点的台面上。成果表明，在激光脉冲的效果下发生的激子进入一个量子点后，量子点吸收一个光子后再吸收第二个光子的可能性大大下降，这使发生反聚束光子流成为可能。Toshiba-Cambridge大学的欧洲联合研讨小组在2002年选用量子点结构的LED完成了电注入单光子发射。2005年他们成功使用量子点制造出波长在1.3μm通讯波段的单光子光源。2007年，我国中科院半导体研讨所超晶格国家重点试验室相关研讨人员成功完成了量子点的单光子发射:8K温度下脉冲激光激起InAs单量子点，能够观测到932nm的单光子发射，发射速率大于10kHz。可是，这一范畴依然有许多难题需求处理，比方标准、形状的均一性操控，光谱的单色操控，以及对低温的要求等。
纳米天线单光子源：根据SPP共振效应的纳米天线结构能够有用搜集光能量，并将其约束在亚波长标准，其巨大的局域场增强效应为纳米光子学供给了宽广的使用远景。
现在，每个脉冲发生一个光子的器材现已研制成功，问题是怎样将发生的光子沿某一特定的方向高功率地发射出去。光子晶体、介质球、光学微腔结构、金属外表等都能够改动光场方向，而共振光学天线对光场的改动更为约束化。它能够将入射光场有用约束在亚波长区域，也可使纳米标准的小颗粒辐射强度明显增强，一起改动辐射方向。试验证明，天线的等离子形式调到邻近分子电子跃迁的频率邻近时会发生共振，发光分子与天线发生满足强的耦合，这样就能够操控发光方向。Van Hulst小组将长为80nm的铝制单耦天线挨近一个荧光分子，经过改动天线与光的耦合方法，分子宣布的光能够被调整90°。R.Esteban小组于2009年介绍了一种金属等离子电线发生单光子激起的计划，该计划是在等离子腔中使用金属光学共振原理和避雷针尖端放电理论提出的，而且给出了数值模仿成果。跟着外表等离子体的开展，纳米天线单光子源一定会从理论走向使用。
