Исследователи из ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН совместно с коллегами из Института физики твердого тела РАН и Киотского университета синтезировали серию металлорганических комплексов, способных сохранять квантовую когерентность. Такие соединения могут стать основой для создания молекулярных кубитов — базовых элементов квантовых процессоров. Работа поддержана Российским научным фондом.

Один из главных вызовов квантовых технологий — поиск материалов, способных достаточно долго сохранять квантовые состояния. Именно от этого зависит возможность использовать их для хранения и обработки информации в квантовых устройствах.

Авторы синтезировали комплексы ванадия, меди и олова с фталоцианином — органической молекулой, способной удерживать атомы металлов и изменять их электронные и магнитные свойства. Затем исследователи сравнили квантовое поведение полученных соединений.

Комплексы с ванадием и медью продемонстрировали квантовую когерентность: спины неспаренных электронов сохраняли суперпозицию состояний, необходимую для работы кубитов.

Время жизни когерентного состояния достигало 4 микросекунд, что в сотни раз превышало длительность управляющего импульса в эксперименте. Это делает новые соединения перспективными кандидатами для создания элементов квантовой памяти и молекулярных квантовых процессоров.

«Исследование может стать толчком для создания ультраминиатюрных устройств — сверхплотных носителей информации, элементов квантовой памяти, светоуправляемых сенсоров, переключателей и магнитных меток. Внедрение подобных устройств в технику повысит ее производительность, безопасность и энергоэффективность. В дальнейшем мы планируем модифицировать полученные комплексы, чтобы еще больше увеличить время их нахождения в состоянии квантовой когерентности. Уже сейчас на примере комплекса ванадия нам удалось показать, что время жизни такого состояния зависит от того, как был приготовлен образец. Еще один способ повлиять на электронные свойства соединений — это ввести заместители различной природы в органическую часть комплекса», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Максим Фараонов, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник отдела кинетики и катализа ФИЦ ПХФ и МХ РАН

Результаты опубликованы в журнале Dalton Transactions
Подробнее — в материале Наука Mail

РНФ | Телеграм | ВКонтакте | MAX #новостинауки_РНФ #химия