論文の概要: Observation of Cooperative Electronic Quantum Tunneling: Increasing Accessible Nuclear States in a Molecular Qudit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.09279v1
• Date: Mon, 20 Apr 2020 13:35:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-22 22:56:37.586367
• Title: Observation of Cooperative Electronic Quantum Tunneling: Increasing Accessible Nuclear States in a Molecular Qudit
• Title（参考訳）: 協力型量子トンネルの観察:分子量におけるアクセシブル核状態の増加
• Authors: Eufemio Moreno-Pineda, Svetlana Klyatskaya, Ping Du, Marko Damjanovi\'c, Gheorghe Taran, Wolfgang Wernsdorfer and Mario Ruben
• Abstract要約: ケルビン以下の温度での単結晶Mu-SQUID測定により,Tb2-SMMの2量体について検討した。 我々は、Tb(III)イオン間の強磁性相互作用とスピン基底状態textitJ = pm6による電子スピンの協調量子トンネルを観察する。 以上の結果から,TbIII()核スピン状態は電子スピンの協調トンネルにより読み取ることが可能であり,Tb2-SMMはd=16の優れた核スピンキュディット候補となる可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8312466807725921
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As an extension of two-level quantum bits (qubits), multilevel systems, so-called qudits, where d represents the Hilbert space dimension, have been predicted to reduce the number of iterations in quantum computation algorithms. This has been tested in the well-known [TbPc2]0 SMM, which allowed the implementation of the Grover algorithm in a single molecular unit. In the quest for molecular systems possessing an increased number of accessible nuclear spin states, we explore herein a dimeric Tb2-SMM via single crystal {\mu}-SQUID measurements at sub-Kelvin temperatures. We observe ferromagnetic interactions between the Tb(III) ions and cooperative quantum tunneling of the electronic spins with spin ground state \textit{J} = {\pm}6. The strong hyperfine coupling with the Tb(III) nuclear spins leads to a multitude of spin reversal paths leading to seven strong hyperfine driven tunneling steps in the hysteresis loops. Our results show the possibility to read-out the Tb(III) nuclear spin states via the cooperative tunneling of the electronic spins, making the dimeric Tb2-SMM an excellent nuclear spin qudit candidate with d =16.
• Abstract（参考訳）: 2レベル量子ビット(qubits)の拡張として、d がヒルベルト空間次元を表す qudits と呼ばれる多値系は、量子計算アルゴリズムにおける反復数を減らすために予測されている。 これはよく知られた[TbPc2]0 SMMでテストされ、Groverアルゴリズムを単一の分子単位に実装することができた。 アクセス可能な核スピン状態が増加する分子系の探索において、ケルビン以下の温度でTb2-SMMを単結晶 {\mu}-SQUID測定により探索する。 我々は、Tb(III)イオン間の強磁性相互作用とスピン基底状態 \textit{J} = {\pm}6 を持つ電子スピンの協調量子トンネルを観察する。 Tb(III)核スピンとの強い超微細結合は、ヒステリシスループの7つの強い超微細駆動トンネルステップに繋がる多数のスピン反転経路をもたらす。 以上の結果から,Tb(III)核スピン状態は電子スピンの協調トンネルにより読み取ることが可能であり,Tb2-SMMはd=16の優れた核スピンキュディット候補となる。

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