A dissymmetric [Gd2] coordination molecular dimer hosting six addressable spin qubits

Luis, F. (Universidad de Zaragoza) ; Alonso, P.J. ; Roubeau, O. (Universidad de Zaragoza) ; Velasco, V. ; Zueco, D. (Universidad de Zaragoza) ; Aguilà, D. ; Martínez, J.I. (Universidad de Zaragoza) ; Barrios, L.A. ; Aromí, G.
A dissymmetric [Gd2] coordination molecular dimer hosting six addressable spin qubits
Financiación H2020 / H2020 FundsFinanciación FP7 / Fp7 Funds
Resumen: Artificial magnetic molecules can host several spin qubits, which could then implement small-scale algorithms. In order to become of practical use, such molecular spin processors need to increase the available computational space and warrant universal operations. Here, we design, synthesize and fully characterize dissymetric molecular dimers hosting either one or two Gadolinium(III) ions. The strong sensitivity of Gadolinium magnetic anisotropy to its local coordination gives rise to different zero-field splittings at each metal site. As a result, the [LaGd] and [GdLu] complexes provide realizations of distinct spin qudits with eight unequally spaced levels. In the [Gd2] dimer, these properties are combined with a Gd-Gd magnetic interaction, sufficiently strong to lift all level degeneracies, yet sufficiently weak to keep all levels within an experimentally accessible energy window. The spin Hamiltonian of this dimer allows a complete set of operations to act as a 64-dimensional all-electron spin qudit, or, equivalently, as six addressable qubits. Electron paramagnetic resonance experiments show that resonant transitions between different spin states can be coherently controlled, with coherence times TM of the order of 1 µs limited by hyperfine interactions. Coordination complexes with embedded quantum functionalities are promising building blocks for quantum computation and simulation hybrid platforms.
Idioma: Inglés
DOI: 10.1038/s42004-020-00422-w
Año: 2020
Publicado en: Communications Chemistry 3, 1 (2020), 176 [11 pp]
ISSN: 2399-3669

Factor impacto JCR: 6.581 (2020)
Categ. JCR: CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY rank: 40 / 178 = 0.225 (2020) - Q1 - T1
Factor impacto SCIMAGO: 1.969 - Biochemistry (Q1) - Materials Chemistry (Q1) - Environmental Chemistry (Q1) - Chemistry (miscellaneous) (Q1)

Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/DGA/E09-17R-Q-MAD
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/DGA/E17-17R-PLATON
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/EC/FP7/258060/EU/Design and Preparation of Functional Molecules for Quantum Computing and Information Processing/FUNCMOLQIP
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/EC/H2020/862893/EU/Molecular spin qudits offering new hope for quantum computing/FATMOLS
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MICINN/CTQ2015-64486-R
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MICINN/CTQ2015-68370-P
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MICINN/MAT2017-86826-R
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MICINN/PCI2018-093116
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MICINN/PGC2018-098630-B-I00
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MICINN/RTI2018-096075-B-C21
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/EUR/MOLSPIN-COST/CA15128
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/EUR/QUANTERA/SUMO
Tipo y forma: Artículo (Versión definitiva)
Área (Departamento): Área Física Materia Condensada (Dpto. Física Materia Condensa.)

Creative Commons Debe reconocer adecuadamente la autoría, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que tiene el apoyo del licenciador o lo recibe por el uso que hace.


Exportado de SIDERAL (2023-06-21-15:00:57)


Visitas y descargas

Este artículo se encuentra en las siguientes colecciones:
Artículos > Artículos por área > Física de la Materia Condensada



 Registro creado el 2020-12-16, última modificación el 2023-06-22


Versión publicada:
 PDF
Valore este documento:

Rate this document:
1
2
3
 
(Sin ninguna reseña)