論文の概要: Exploring the mechanisms of transverse relaxation of copper(II)-phthalocyanine spin qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.03199v1
- Date: Wed, 05 Nov 2025 05:32:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-06 18:19:32.339878
- Title: Exploring the mechanisms of transverse relaxation of copper(II)-phthalocyanine spin qubits
- Title（参考訳）: 銅(II)-フタロシアニンスピン量子ビットの逆緩和機構の探索
- Authors: Boning Li, Yifan Quan, Xufan Li, Guoqing Wang, Robert G Griffin, Avetik R Harutyunyan, Paola Cappellaro,
- Abstract要約: 分子スピン量子ビットは量子技術の候補として期待できるが、その性能は様々なメカニズムから生じるデコヒーレンスによって制限される。
本稿では,銅(II)フタロシアニン(CuPc)の横緩和機構を電磁フタロシアニンホストに希釈するための体系的および理論的枠組みを提案する。
我々の研究は、量子応用における電子スピン密度の好ましい値を特定し、アンサンブルコヒーレンス時間を予測するための伝達可能な方法論を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.695800379962364
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Molecular spin qubits are promising candidates for quantum technologies, but their performance is limited by decoherence arising from diverse mechanisms. The complexity of the environment makes it challenging to identify the main source of noise and target it for mitigation. Here we present a systematic experimental and theoretical framework for analyzing the mechanisms of transverse relaxation in copper(II) phthalocyanine (CuPc) diluted into diamagnetic phthalocyanine hosts. Using pulsed EPR spectroscopy together with first-principles cluster correlation expansion simulations, we quantitatively separate the contributions from hyperfine-coupled nuclear spins, spin--lattice relaxation, and electron--electron dipolar interactions. Our detailed modeling shows that both strongly and weakly coupled nuclei contribute negligibly to $T_2$, while longitudinal dipolar interactions with electronic spins, through instantaneous and spectral diffusion, constitute the main decoherence channel even at moderate spin densities. This conclusion is validated by direct comparison between simulated spin-echo dynamics and experimental data. By providing a robust modeling and experimental approach, our work identifies favorable values of the electron spin density for quantum applications, and provides a transferable methodology for predicting ensemble coherence times. These insights will guide the design and optimization of molecular spin qubits for scalable quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 分子スピン量子ビットは量子技術の候補として期待できるが、その性能は様々なメカニズムから生じるデコヒーレンスによって制限される。
環境の複雑さは、ノイズの主な原因を特定し、それを緩和するためにターゲットとすることを困難にしている。
本稿では,銅(II)フタロシアニン(CuPc)の横緩和機構を電磁フタロシアニンホストに希釈するための体系的および理論的枠組みを提案する。
パルスEPR分光法と第一原理クラスター相関展開シミュレーションを用いて、超微粒子結合核スピン、スピン-格子緩和、電子-電子双極子相互作用から寄与を定量的に分離する。
我々の詳細なモデリングは、強い結合と弱い結合の両方の核が、電子スピンと縦方向の双極子相互作用を瞬時およびスペクトル拡散を通じて、適度なスピン密度でも主脱コヒーレンスチャネルを構成する一方で、$T_2$に負に寄与していることを示している。
この結論は、シミュレーションされたスピン-エコダイナミクスと実験データとの直接比較によって検証される。
本研究は、ロバストなモデリングおよび実験的アプローチを提供することにより、量子アプリケーションにおける電子スピン密度の好ましい値を特定し、アンサンブルコヒーレンス時間を予測するための伝達可能な方法論を提供する。
これらの知見は、スケーラブルな量子デバイスのための分子スピン量子ビットの設計と最適化を導く。
関連論文リスト
- Quantum Sensing of Copper-Phthalocyanine Electron Spins via NV Relaxometry [5.279375755987053]
分子スピンシステムは量子情報処理とナノスケールセンシングの候補として有望である。
多結晶銅フタロシアニン薄膜の電子スピンアンサンブルをプローブするために、ダイヤモンド中の浅い窒素空孔中心のT_1$リラクソメトリーを用いる。
この結果は、分子スピン系の強力なプローブとしてNV中心を確立し、分子量子ビット、スピン浴工学、ハイブリッド量子材料に関する洞察を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-05T05:33:13Z) - Introduction of modelling radical pair quantum spin dynamics with tensor networks [0.0]
全ての核スピンを含むラジカル対スピンダイナミクスシミュレーションは、指数的スケーリングメモリ要求のために計算障壁となっている。
本稿では,ラジカル対系の全開量子力学を正確にシミュレーションするためのテンソルネットワーク手法を用いてこの問題に対処する。
我々はこれらの方法の生物学的に関連するフラビン-トリプトファンラジカル対系による効果を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-26T09:25:49Z) - Spin- and Momentum-Correlated Atom Pairs Mediated by Photon Exchange and
Seeded by Vacuum Fluctuations [0.0]
本研究では, スピンと運動量モードで一対の原子を生成する機構を実験的に実証した。
運動量空間における対の生成とスピン間相関を観測する。
この結果から,量子強調干渉法と量子シミュレーション実験の可能性が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-20T17:59:03Z) - Probing dynamics of a two-dimensional dipolar spin ensemble using single
qubit sensor [62.997667081978825]
ダイヤモンド結晶表面上の電子スピンの2次元アンサンブルにおける個々のスピンダイナミクスを実験的に検討した。
この不規則に緩やかな緩和速度は、強い力学障害の存在によるものであることを示す。
我々の研究は、強く相互作用する無秩序なスピンアンサンブルにおける量子熱化の微視的研究と制御への道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-21T18:00:17Z) - Relativistic aspects of orbital and magnetic anisotropies in the
chemical bonding and structure of lanthanide molecules [60.17174832243075]
本研究では, 重同族ランタノイドEr2およびTm2分子の電子的およびロ-振動状態について, 最先端相対論的手法を適用して検討した。
我々は、91のEr2と36のTm2電子ポテンシャルを2つの基底状態原子に解離させることで、信頼できるスピン軌道と相関による分裂を得ることができた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-06T15:34:00Z) - Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。
1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。
ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z) - Controlled coherent dynamics of [VO(TPP)], a prototype molecular nuclear
qudit with an electronic ancilla [50.002949299918136]
本稿では,[VO(TPP)](バナジルテトラフェニルポルフィリン酸塩)が量子計算アルゴリズムの実装に適していることを示す。
超微細相互作用によって結合された電子スピン1/2を核スピン7/2に埋め込み、どちらも顕著なコヒーレンスによって特徴づけられる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T21:38:41Z) - Chemical tuning of spin clock transitions in molecular monomers based on
nuclear spin-free Ni(II) [52.259804540075514]
単核ニッケル錯体の電子スピン準位が最も低い2つの電子準位の間に、大きさの大きい量子トンネル分割が存在することを報告する。
このギャップに関連するレベルの反交差(磁気時計遷移)は、熱容量実験によって直接監視されている。
これらの結果と、対称性によってトンネルが禁止されているCo誘導体との比較は、クロック遷移が分子間スピン-スピン相互作用を効果的に抑制することを示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-04T13:31:40Z) - Ab initio Ultrafast Spin Dynamics in Solids [0.7874708385247353]
一般固体系の超高速スピンダイナミクスをシミュレートするために,リンドブラッド力学に基づく第一原理実時間密度行列法を提案する。
電子電子散乱は室温では無視できるが、n型GaAsのスピン緩和のために低温では支配的になる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-16T02:49:47Z) - Stationary Gaussian Entanglement between Levitated Nanoparticles [0.0]
光子のコヒーレント散乱は光レビテーションナノ粒子の光学的カップリングの新しい機構である。
本研究では,2つの粒子間のガウス的絡み合いの効率的な決定論的生成を可能にすることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-05T09:55:10Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。