自旋5/2 Heisenberg分子铁(III)三角形中的多体纠缠与量子感知
量子物理
2025-10-07 v3 材料科学
摘要
本研究提供了关于 [\\mathrm{Fe}_3\\mathrm{Cl}_3(\\mathrm{saltag^\\mathrm{Br}})(\\mathrm{py})_6]\\mathrm{ClO}_4（简称为 Fe）这一三核高自旋铁(III)分子复合物的静态和动态量子性质的见解。我们使用对自旋5/2 Heisenberg三角形进行的精确对角化来建模分子 compound Fe的相应量子行为。我们的严格分析采用各种关键指标来探索该分子复合物的丰富量子行为。在足够低的温度下，双体负熵揭示，铁(III)磁性离子在分子复合物 Fe中成对之间的纠缠可通过小磁场显著增强。这种增强随后表现为由一系列平坡和突然下降构成的非典型阶梯式变化，随着磁场进一步增大。在铁(III)磁性离子在三核分子复合物 Fe中三个离子之间的真正三体纠缠也观察到类似的行为。值得注意的是，双体和三体纠缠在分子复合物 Fe中可持续到约30~K和70~K的中等温度。此外，我们演示了通过初始化分子复合物 Fe为Dicke态来实现量子增强灵敏度。最后，我们研究了一种量子感知协议，该协议针对分子复合物 Fe中一枚铁(III)磁性离子施加局部磁场，并依次对另外两枚铁(III)磁性离子进行读出。
关键词
引用
@article{arxiv.2409.13457,
title = {Multipartite Entanglement and Quantum Sensing in a Spin-5/2 Heisenberg Molecular Iron(III) Triangle},
author = {Hamid Arian Zad and Jozef Strečka and Winfried Plass},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.13457},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 6 figures