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2006 Fiscal Year Annual Research Report

パルス電子-核多重共鳴による分子スピン量子状態の制御

Research Project

Project/Area Number 18350015
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

佐藤 和信  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (90264796)

Keywords量子コンピュタ / スピノール / 量子状態制御 / パルス電子-核多重共鳴 / 量子位相 / 量子情報 / 分子スピン
Research Abstract

量子スピン位相制御型パルス電子-核多重磁気共鳴法を電子-核スピン混合(アンサンブル)系に適用し、分子スピンバス量子コンピュータの実現を目的として量子状態制御を目指した。分子スピン系としては、単結晶中に希釈されたマロニルラジカルなどの安定ラジカル分子、及び高スピン分子の電子的基底状態、及び最低励起三重項状態を量子状態制御の対象とした。開殻分子スピン系の開発とともに、多電子スピン分子スピンバス系における量子エンタングルド状態の実験的な検出方法・状態間の変換を確立し、電子-核スピン混在スピン系における量子高密度符号化などの初等量子アルゴリズムの実行するための量子状態変換の実証を行なった。量子エンタングルド状態間の相互変換過程を実験的に検証するために、ユニタリー変換としてENDOR共鳴条件を満足するラジオ波パルスを照射し、パルス幅依存性をHahnエコーを検出することにより読み出した。エコー強度のパルス幅依存性には、核スピン(I=1/2)のスピノールに由来する4π周期性が観測され、量子エンタングルド状態の量子情報変換が行えることを実証した。また、マイクロ波パルスのパルス幅を変化させることにより、電子スピンに由来する量子状態変換を実行した。核スピンの場合と類似の結果が得られ、電子スピン由来のスピノール性を実験的に検出することに成功した。核スピンのスピノール性の実証例は、実験の容易さ故に既に報告されてきたが、本研究において電子スピン(半整数スピン)が持つ固有の量子機能としてのスピノール性を顕な形として初めて実験的に示すことができた。電子スピンの量子位相情報を顕に扱うことができるスピン操作技術及び量子情報処理のためのパルスプロトコルを通じて、量子スピン系の基本的現象を実験的に明らかにし、量子情報処理の過程でスピノール性が顕な形で出現することを示すことに成功した。

  • Research Products

    (26 results)

All 2007 2006

All Journal Article (24 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Singlet biradical character of Phenalenyl-based Kekule hydrocarbon with naphthoquinoid structure2007

    • Author(s)
      T.Kubo et al.
    • Journal Title

      Organic Letters 9

      Pages: 81-84

  • [Journal Article] Cytosine-and a guanine-substituted nitronyl nitroxide-radicals as building blocks for generalized ferrimagnetic system2007

    • Author(s)
      K.Maekawa et al.
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B 110

      Pages: 2102-2107

  • [Journal Article] Thymine-substituted nitronyl nitroxide biradical as a triplet(S=1) component for bio-Inspired molecule-based magnets2007

    • Author(s)
      H.Tanaka et al.
    • Journal Title

      Polyhedron (印刷中)

  • [Journal Article] Cytosine-and a guanine-substituted nitronyl nitroxide radicals as building blocks for generalized ferrimagnetic system2007

    • Author(s)
      K.Maekawa et al.
    • Journal Title

      Polyhedron (印刷中)

  • [Journal Article] Magnetic Interactions in p-Phenylene-bis(nitronyl nitroxide) Biradicals with Large Torsion Angle2007

    • Author(s)
      Y.Kanzaki et al.
    • Journal Title

      Polyhedron (印刷中)

  • [Journal Article] Synthesis and properties of a redox active ligand with bispicorylamino groups and its dinuclear complex2007

    • Author(s)
      M.Yano et al.
    • Journal Title

      Polyhedron (印刷中)

  • [Journal Article] m-Phenylenediamine-based high-spin dication diradicals : Analysis of the decomposed products2007

    • Author(s)
      M.Yano et al.
    • Journal Title

      Polyhedron (印刷中)

  • [Journal Article] Amine-based organic high-spin systems; Synthesis, electrochemical and spectroscopic studies of polyalkylated one-dimensional oligoary triamines2007

    • Author(s)
      M.Yano et al.
    • Journal Title

      Polyhedron (印刷中)

  • [Journal Article] Stable Iminonitroxide Biradicals : Building Blocks for Organic Heterospin, Heteromolecular Complexes2007

    • Author(s)
      K.Hayakawa et al.
    • Journal Title

      Polyhedron (印刷中)

  • [Journal Article] Benzyl-phenyl Ether Derivatives of Nitronyl Nitroxide Triradicals as a Model for Single-component Organic Molecule-based Ferrimagnetics2007

    • Author(s)
      Y.Kanzaki et al.
    • Journal Title

      Polyhedron (印刷中)

  • [Journal Article] A Guanine-substituted nitronyl nitroxide radical forming a one-dimensional ferromagnetic chain2007

    • Author(s)
      K.Maekawa et al.
    • Journal Title

      Org. Biomol. Chem. (印刷中)

  • [Journal Article] Aromaticity on the pancake-bonded dimer of neutral phenalenyl radical as studied by MS and NMR spectroscopies and NICS analysis2006

    • Author(s)
      S.Suzuki et al.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc 128

      Pages: 2530-2531

  • [Journal Article] Ab Initio MO Analysis of the Excited Electronic States of High-Spin Quintet 2-Methylphenylene-1,3-dinitrene2006

    • Author(s)
      K.Sugisaki et al.
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed. 45

      Pages: 2257-2260

  • [Journal Article] Multidimensional Networks of pi-Conjugated Oligomers : Crystal Structures of 4,4' : 2'' : 4',4' "-Quaterimidazole in Hydrate, Protonated Salt, and Dinucleic Copper Complexes2006

    • Author(s)
      T.Murata et al.
    • Journal Title

      Crystal Growth & Design 6

      Pages: 1043-1047

  • [Journal Article] Clustering of Molecular Spins in the Crystal of Nitronylnitroxide and Iminonitroxide Triradicals Based on Benzene-1,3,5-Triyl Frameworks2006

    • Author(s)
      Y.Kanzaki et al.
    • Journal Title

      J. Mater. Chem. 16

      Pages: 2064-2073

  • [Journal Article] One-electron Reduction of Kinetically Stabilized Dipnictenes : Synthesis of Dipnictene Anion Radicals2006

    • Author(s)
      T.Sasamori et al.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc. 128

      Pages: 12582-12588

  • [Journal Article] A High-Conductivity Crystal Containing a Copper(I) Coordination Polymer Bridged by the Organic Acceptor TANC2006

    • Author(s)
      M.Tadokoro et al.
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed. 45

      Pages: 5144-5147

  • [Journal Article] Building Blocks for Organic Heterospin, Heteromolecular Complexes as Models for Organic Molecule-Based Ferrimagnets2006

    • Author(s)
      K.Hayakawa et al.
    • Journal Title

      J. Low Temp. Phys. 142

      Pages: 585-588

  • [Journal Article] Ground-state triplet biradicals of nitronyl nitroxide containing a nucleobase substituent as synthons for bio-inspired organic magnets2006

    • Author(s)
      H.Tanaka et al.
    • Journal Title

      J. Low Temp. Phys. 142

      Pages: 601-604

  • [Journal Article] Magnetic properties of a nitronyl nitroxide triradical as a model for single-component molecule-based ferrimagnets2006

    • Author(s)
      Y.Kanzaki et al.
    • Journal Title

      J. Low Temp. Phys. 142

      Pages: 593-596

  • [Journal Article] Design and synthesis of a novel organic triradical as a model compound for generalized ferrimagnets2006

    • Author(s)
      T.Ise et al.
    • Journal Title

      J. Low Temp. Phys. 142

      Pages: 589-592

  • [Journal Article] Pyridine-Substituted Nitronyl Nitroxide Biradicals : A Triplet(S=1) Ground State Lasting out N-Methylation2006

    • Author(s)
      K.Hayakawa et al.
    • Journal Title

      J. Mater. Chem. 16

      Pages: 4146-4154

  • [Journal Article] Diamagnetic-paramagnetic conversion of tris(2-pyridylthio)methyl copper (III) via a structural change from trigonal bipyramid to octahedron2006

    • Author(s)
      R.Santo et al.
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed. 45

      Pages: 7611-7614

  • [Journal Article] Watson-Crick Pairing of Nucleobases Functionalized with Open-Shell Molecular Entities in Crystalline Solids2006

    • Author(s)
      T.Ise et al.
    • Journal Title

      Chem. Commun. 46

      Pages: 4832-4834

  • [Book] 実験化学講座(第5版)第8巻「NMR・ESR」(日本化学会編)2006

    • Author(s)
      T.Takui et al.
    • Total Pages
      415-468
    • Publisher
      丸善
  • [Book] Modern Magnetic Resonance2006

    • Author(s)
      R.Rahimi et al.
    • Total Pages
      643-655
    • Publisher
      Springer-Verlag

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Published: 2008-05-08   Modified: 2016-04-21  

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