論文の概要: Harnessing Chiral Spin States in Molecular Nanomagnets for Quantum Technologies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.11964v2
• Date: Wed, 23 Apr 2025 19:18:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-25 21:09:46.439605
• Title: Harnessing Chiral Spin States in Molecular Nanomagnets for Quantum Technologies
• Title（参考訳）: 量子技術の分子ナノマグネットにおけるキラルスピン状態の調和
• Authors: Aman Ullah, Ziqi Hu, Juan Aragó, Alejandro Gaita-Ariño,
• Abstract要約: キラル量子ビットは、弱結合量子ビットではオフにできない常時オン相互作用を自然に抑制することを示した。 本研究は, スピンキラリティ工学を分子量子技術における2つのキラリティ量子ビットの絡み合いにおいて, 常時オン相互作用を緩和するための有望な戦略として確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.1973928137492
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a theoretical framework to investigate spin chirality in molecular quantum systems. Focusing on a minimal three-spin-center model with antiferromagnetic exchange and symmetry breaking driven by an electric-field-induced Dzyaloshinskii-Moriya interaction and applied magnetic fields-give rise to chiral ground states characterized by nonzero scalar spin chirality, $\chi = \textbf{S}_1\cdot(\textbf{S}_r\times \textbf{S}_2)$. The emergent chiral qubits naturally suppress always-on interactions that can not be switched off in weakly coupled qubits, as demonstrated through Liouville-von Neumann dynamics, which reveal phase difference in superposition states that form chiral qubits. To validate this framework, we examine realistic lanthanide complexes with radical-bridged magnetic centers, where spin-orbit coupling and asymmetric exchange facilitate chirality. Our findings establish spin chirality engineering as a promising strategy for mitigating always-on interaction in entangling two chiral qubits in molecular quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 分子量子系におけるスピンキラリティの理論的枠組みを提案する。 電場誘起ジアロシンスキー-モリヤ相互作用により駆動される反強磁性交換および対称性破壊を伴う最小3スピン中心モデルと、非ゼロスカラースピンキラリティを特徴とするキラル基底状態への磁場-ギブアップの適用、$\chi = \textbf{S}_1\cdot(\textbf{S}_r\times \textbf{S}_2)$。 創発的なカイラル量子ビットは、カイラル量子ビットを形成する重ね合わせ状態の位相差を明らかにするリウヴィル・ヴォン・ノイマン力学(英語版)によって示されるように、弱結合量子ビットではオフにできない常にオンな相互作用を自然に抑制する。 この枠組みを検証するために、スピン軌道結合と非対称交換がキラリティーを促進するラジカル架橋磁気中心を持つ現実的なランタニド錯体を検証した。 本研究は, スピンキラリティ工学を分子量子技術における2つのキラリティ量子ビットの絡み合いにおいて, 常時オン相互作用を緩和するための有望な戦略として確立した。

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