Theoretical study on a robust control of molecular spin state by pi-figuration

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions
• Project/Area Number: 26102017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Tada Tomofumi 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 准教授 (40376512)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南谷 英美 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (00457003)
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 分子スピン / 量子輸送 / 第一原理計算 / 量子ビット

Outline of Final Research Achievements

Quantum computational systems in which computations are carried out in a quantum way and thereby the computational performance is extremely higher than the present ones have been extensively investigated in both theoretical and experimental studies. For the realization of practical quantum systems, a large number of quantum bit, qubit, is required, and we proposed a self-assembled molecular system. The required properties for the molecule are robustness of spin protection and spin operation, and we succeeded in the theoretical proposal of such a molecule and our experimental collaborator succeeded in the synthesis of the molecule. First principles theoretical calculations and experimental observation revealed that the synthesized molecule holds the required properties.

Free Research Field

分子科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

量子コンピュータの可能性に注目が集まっている今日において、量子コンピュータの情報ユニットである量子ビットの数を現状のものから飛躍的に増大させることが必要とされている。本研究は、量子ビット数の飛躍的増大を実現するための方向性として、分子のもつ特性である表面上自己組織性に注目し、その集積化された構造により量子コンピューティングを達成しようとする研究である。表面上分子が量子ビットとして利用される際に必要とされる条件を明確化し、本研究にて具体的分子の設計と共同実験研究者による分子合成に至ったことは、今後における新しい方向性を打ち出した研究と位置付けることが出来る。