論文の概要: Using near-flat-band electrons for read-out of molecular spin qubit entangled states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.21322v1
• Date: Tue, 24 Feb 2026 19:41:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-26 18:19:16.590086
• Title: Using near-flat-band electrons for read-out of molecular spin qubit entangled states
• Title（参考訳）: 近接平坦バンド電子を用いた分子スピン量子交絡状態の読み出し
• Authors: Christian Bunker, Silas Hoffman, Shuanglong Liu, Xiao-Guang Zhang, Hai-Ping Cheng,
• Abstract要約: 分子スピン量子ビット(MSQ)は量子コンピューティングのための有望なプラットフォームである。 我々は多電子スピン非偏極電流による絡み合ったMSQの電気的読み出しを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.024757499000596
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: While molecular spin qubits (MSQs) are a promising platform for quantum computing, read-out has been largely limited to electron paramagnetic resonance which is often slow and requires a global system drive. Moreover, because one prerequisite for the Elzerman and Pauli spin blockade readout mechanisms typical of semiconductor spin qubits is tunneling of electrons between sites, these read-out modalities are unavailable in MSQs. Here, we theoretically demonstrate electrical read-out of entangled MSQs via driven many-electron spin unpolarized currents. In particular, using a time-dependent density matrix renormalization group approach we simulate a maximally entangled MSQ pair between two electronic leads. Driving itinerant electrons between the two leads, we find that the conductance is greater when the MSQs are in the entangled singlet state as compared to the entangled triplet state. This contrast in conductance is enhanced when the electronic density of states at the Fermi energy is large and for narrow bandwidth. Our results are readily applicable to molecules supramolecularly functionalizing semiconductors with relatively flat bands such as single-wall carbon nanotubes under a magnetic field.
• Abstract（参考訳）: 分子スピン量子ビット(MSQ)は量子コンピューティングのための有望なプラットフォームであるが、読み出しは、しばしば遅く、大域的なシステムドライブを必要とする電子常磁性共鳴に大きく制限されている。 さらに、半導体スピン量子ビットに典型的なエルザーマンとパウリのスピン遮断リードアウト機構の1つの前提条件は、部位間の電子のトンネルであるので、これらの読み出しモードはMSQでは利用できない。 ここでは、多電子スピン非偏極電流による絡み合ったMSQの電気的読み出しを理論的に実証する。 特に、時間依存密度行列再正規化群アプローチを用いて、2つの電子リード間の最大絡み合ったMSQペアをシミュレートする。 2つの鉛間で反復電子を駆動すると、MSQが絡み合った三重項状態よりも絡み合った一重項状態にある場合、伝導度が大きいことが分かる。 コンダクタンスにおけるこのコントラストは、フェルミエネルギーにおける状態の電子密度が大きく、帯域幅が狭いときに強化される。 この結果は、磁場下での単層カーボンナノチューブのような比較的平らなバンドを持つ超分子機能半導体に容易に適用できる。

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