协同电子量子隧穿的观测：分子 Qudit 中可访问核态的增多
量子物理
2020-04-21 v1 介观与纳米尺度物理
化学物理
摘要
作为两能级量子比特（qubits）的拓展，多能级系统即所谓 qudits（其中 d 表示希尔伯特空间维度）被预测可减少量子计算算法中的迭代次数。这已在著名的 [TbPc2]0 单分子磁体（SMM）中得到验证，其允许在单一分子单元中实现 Grover 算法。在寻求具有增多可访问核自旋态的分子体系过程中，我们通过亚开尔文温度下的单晶 μ-SQUID 测量探究了二聚体 Tb2-SMM。我们观测到 Tb(III) 离子间的铁磁相互作用，以及具自旋基态 \textit{J} = {\pm}6 的电子自旋协同量子隧穿。与 Tb(III) 核自旋的强超精细耦合导致大量自旋反转路径，在滞回回线中产生七个强超精细驱动隧穿台阶。我们的结果表明，通过电子自旋的协同隧穿读取 Tb(III) 核自旋态是可能的，使二聚体 Tb2-SMM 成为 d=16 的优异核自旋 qudit 候选者。
引用
@article{arxiv.2004.09279,
title = {Observation of Cooperative Electronic Quantum Tunneling: Increasing Accessible Nuclear States in a Molecular Qudit},
author = {Eufemio Moreno-Pineda and Svetlana Klyatskaya and Ping Du and Marko Damjanović and Gheorghe Taran and Wolfgang Wernsdorfer and Mario Ruben},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.09279},
year = {2020}
}
备注
Manuscript contains 17 pages, 4 figures, and SI contains 10 pages and 8 figures