2013 Fiscal Year Research-status Report
超伝導磁束量子ビットとの結合系を構成する分子電子スピン量子ビットの開発
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25410098
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
中澤 重顕 大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任准教授 (70342821)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工位 武治 大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任教授 (10117955)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 量子メモリー / Qubit / ニトロニルニトロキシド / 量子コンピュータ / 量子情報処理 / 基底三重項 / ＥＳＲ |
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| Research Abstract |
超伝導磁束量子ビットと結合させて量子メモリーとして機能させる量子メモリーQubitとして安定な有機三重項分子を用いるが、超伝導磁束量子ビットの動作する20ｍＫ（0.0139 wavenumber）で量子状態を初期化するために微細構造分裂（Ｄ値）の大きな基底三重項分子を準備する必要がある。基底三重項ニトロニルニトロキシドラジカルの中で最もＤ値の大きなジラジカル１（D=-0.0655 wavenumber）と比較的大きなＤ値をもつジラジカル２（|D|=0.025 wavenumber）を準備した。量子メモリーとして機能させるためにデコヒーレンス時間（スピン-スピン緩和時間）は長い必要があるので、デコヒーレンスの大きな原因の一つであるジラジカル間の磁気的な相互作用を小さくするために反磁性のホスト分子の単結晶に希釈させることを試みた。適切なホスト分子として、ジラジカルのＮＯ基をＣＯ基に置き換えた骨格のよく似た分子がジラジカルを取り込むことがいままでの研究でわかっているのであるが、ジラジカル２の構造に対応したケトン分子３の合成に成功した。分子３にジラジカル１，２を希釈させた単結晶の育成を試みたところ、ほぼ望みの濃度で希釈単結晶を育成することに成功した。ホスト単結晶中でのジラジカル１，２の微細構造定数（Ｄ値）を知るために、希釈単結晶をすりつぶしたパウダーのＥＳＲスペクトルを観測した。スペクトルシミュレーションの結果、室温でジラジカル２のＤ値は0.0182 wavenumberであった。１の方は2種存在しＤ値は0.0618 wavenumberと 0.058 wavenumberであった。いずれも、グラス中のＤ値よりもすこし小さくはなったが今後、この系を超伝導磁束量子ビットと結合させる実験を行っていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初、予定していたホスト分子の合成、希釈単結晶の育成に成功し、希釈単結晶をすりつぶしたパウダーのＥＳＲスペクトルの解析から室温での微細構造定数（Ｄ）の決定に至っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
希釈単結晶ＥＳＲスペクトルの解析から微細構造テンソルを決定し、ジラジカルのスピンの性質を解明する。得られた希釈単結晶を超伝導磁束量子ビットと結合させる実験を行っていく。
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[Journal Article] Pulsed electron spin nutation spectroscopy for weakly exchange-coupled multi-spin molecular systems with nuclear hyperfine couplings: A general approach to bi- and tri-radicals and determination of their spin dipolar and exchange interactions2013
Author(s)
Ayabe, K.; Sato, K.; Nakazawa, S.; Nishida, S.; Sugisaki, K.; Ise, T.; Morita, Y.; Toyota, K.; Shiomi, D.; Kitagawa, M.; Suzuki, S.; Okada, K.; Takui, T.
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Journal Title
Mol. Phys.
Volume: 111
Pages: 2767-2787
DOI
Peer Reviewed
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