Nuevas vías en la investigación cuántica: detectados candidatos a qubits supramoleculares
Un equipo de investigadores franco-alemán demuestra que la química supramolecular permite una comunicación de espín eficaz mediante enlaces de hidrógeno
Los qubits son los componentes básicos del procesamiento de la información en la tecnología cuántica. Una cuestión importante de la investigación es de qué material estarán hechos realmente en las aplicaciones técnicas. Los qubits de espín moleculares se consideran candidatos prometedores para la espintrónica molecular, en particular para la detección cuántica. Los materiales aquí estudiados pueden ser estimulados por la luz; esto crea un segundo centro de espín y, posteriormente, un estado de cuarteto inducido por la luz. Hasta ahora, la investigación ha asumido que la interacción entre dos centros de espín sólo puede ser lo suficientemente fuerte como para formar cuartetos con éxito si los centros están unidos covalentemente. Debido al gran esfuerzo necesario para sintetizar redes de enlaces covalentes de estos sistemas, su uso en desarrollos relacionados con aplicaciones en el campo de la tecnología cuántica está muy limitado.
Investigadores del Instituto de Química Física de la Universidad de Friburgo y del Instituto Charles Sadron de la Universidad de Estrasburgo han logrado demostrar por primera vez que los enlaces no covalentes pueden permitir una comunicación de espín eficiente. Para ello, los científicos utilizaron un sistema modelo formado por un cromóforo de perilendiimida y un radical de nitróxido que se autoensamblan en unidades funcionales en disolución mediante enlaces de hidrógeno. La ventaja clave: ahora podría conseguirse la formación de una red ordenada de qubits de espín mediante enfoques supramoleculares, lo que permitiría probar nuevas combinaciones de moléculas y escalar el sistema sin grandes esfuerzos sintéticos.
"Los resultados ilustran el enorme potencial de la química supramolecular para el desarrollo de nuevos materiales en la investigación cuántica", afirma la Dra. Sabine Richert, que investiga en el Instituto de Química Física de la Universidad de Friburgo, donde dirige un grupo de investigación junior Emmy Noether. "Ofrece formas innovadoras de investigar, escalar y optimizar estos sistemas. Los hallazgos son, por tanto, un paso importante hacia el desarrollo de nuevos componentes para la espintrónica molecular."
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