論文の概要: Spin/Phonon Dynamics in Single Molecular Magnets: I. quantum embedding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.08043v1
• Date: Wed, 10 Jul 2024 20:49:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-12 21:29:18.688834
• Title: Spin/Phonon Dynamics in Single Molecular Magnets: I. quantum embedding
• Title（参考訳）: 単一分子磁石におけるスピン/フォノンダイナミクス:I. 量子埋め込み
• Authors: Nosheen Younas, Yu Zhang, Andrei Piryatinski, Eric R Bittner,
• Abstract要約: 単一分子磁石 (SMM) と金属有機フレームワーク (MOF) は、量子情報処理、スケーラブルな量子コンピューティング、寿命とコヒーレンス時間などにおいて大きな関心を集めている。 これらの系の制限因子は、しばしば分子構造の振動運動と相互作用と結合によって引き起こされるスピンの劣化である。 この研究は、分子磁気のスピンフォノンダイナミクスを解析するための体系的なプロジェクション/埋め込み方式を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.100390591580898
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Single molecular magnets (SMMs) and Metal-Organic Frameworks (MOFs) attract significant interest due to their potential in quantum information processing, scalable quantum computing, and extended lifetimes and coherence times. The limiting factor in these systems is often the spin dephasing caused by interactions and couplings with the vibrational motions of the molecular framework. This work introduces a systematic projection/embedding scheme to analyze spin-phonon dynamics in molecular magnets. This scheme consolidates all spin/phonon couplings into a few collective degrees of freedom. quantum mechanically. Using parameters obtained from ab initio methods for spin/phonon coupling via Zeeman interaction, we apply this approach to compute the electronic spin relaxation times for a single-molecule qubit \ce{VOPc(OH)8}, which features a single unpaired electron localized on the central vanadium atom. However, our general embedding scheme can be applied to any single-molecule magnet or qubit MOF with any coupling/interaction Hamiltonian. This development offers a crucial tool for simulating spin relaxation in complex environments with significantly reduced computational complexity.
• Abstract（参考訳）: 単一分子磁石 (SMM) と金属有機フレームワーク (MOF) は、量子情報処理、スケーラブルな量子コンピューティング、寿命とコヒーレンス時間などにおいて大きな関心を集めている。 これらの系の制限因子は、しばしば分子構造の振動運動と相互作用と結合によって引き起こされるスピンの劣化である。 この研究は、分子磁気のスピンフォノンダイナミクスを解析するための体系的なプロジェクション/埋め込み方式を導入する。 このスキームは全てのスピン/フォノン結合をいくつかの自由度にまとめる。 量子力学的に ab initio法によるゼーマン相互作用によるスピン/フォノンカップリングのパラメーターを用いて、中心バナジウム原子上に局在した1つの未対電子を特徴とする単一分子qubit \ce{VOPc(OH)8}の電子スピン緩和時間を計算する。 しかしながら、我々の一般的な埋め込み方式は、任意の結合/相互作用ハミルトニアンを持つ任意の単一分子磁石または量子MOFに適用することができる。 この開発は、計算複雑性を著しく低減した複雑な環境でスピン緩和をシミュレートするための重要なツールを提供する。

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