Molecular nanomagnets with switchable coupling for quantum simulation.
Molecular nanomagnets with switchable coupling for quantum simulation.
复制标题
带有可切换耦合的分子纳米磁体进行量子模拟。
DOI：
10.1038/srep07423
复制
发表时间：
2014-12-11
影响因子：
4.6
通讯作者：
Santini P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chiesa A;Whitehead GF;Carretta S;Carthy L;Timco GA;Teat SJ;Amoretti G;Pavarini E;Winpenny RE;Santini P
分子纳米磁体由于其分子间和分子内的可调谐性而成为有吸引力的候选量子比特。在适当设计的相互作用模式存在的情况下，可以利用均匀的磁脉冲来实现单量子比特和双量子比特门，但是合成合适的和潜在的可扩展的超分子复合物已经被证明是一项非常艰巨的任务。事实上，从来没有实现过任何量子算法，甚至没有一个原理证明的双量子比特门。在这里，我们表明，在两个超分子{Cr 7 Ni}-Ni-{Cr 7 Ni}组件的磁耦合可以通过化学工程，以适应上述的条件门，而不需要本地控制。微观参数是由最近发展起来的多体从头算方法确定的，并用于模拟量子门。我们发现，这些系统是最佳的原理证明两个量子比特的实验，并可以利用作为构建模块的可扩展架构的量子模拟。
Molecular nanomagnets are attractive candidate qubits because of their wide inter- and intra-molecular tunability. Uniform magnetic pulses could be exploited to implement one- and two-qubit gates in presence of a properly engineered pattern of interactions, but the synthesis of suitable and potentially scalable supramolecular complexes has proven a very hard task. Indeed, no quantum algorithms have ever been implemented, not even a proof-of-principle two-qubit gate. Here we show that the magnetic couplings in two supramolecular {Cr7Ni}-Ni-{Cr7Ni} assemblies can be chemically engineered to fit the above requisites for conditional gates with no need of local control. Microscopic parameters are determined by a recently developed many-body ab-initio approach and used to simulate quantum gates. We find that these systems are optimal for proof-of-principle two-qubit experiments and can be exploited as building blocks of scalable architectures for quantum simulation.
登录
查看更多内容
影响因子：
56.9
作者：
Lloyd, S
通讯作者：
Lloyd, S
影响因子：
8.6
作者：
Bellini, V.;Lorusso, G.;Affronte, M.
通讯作者：
Affronte, M.
影响因子：
3.7
作者：
Meier, F;Levy, J;Loss, D
通讯作者：
Loss, D
影响因子：
8.6
作者：
Pavarini, E.;Koch, E.;Lichtenstein, A. I.
通讯作者：
Lichtenstein, A. I.
影响因子：
56.9
作者：
Aspuru-Guzik, A;Dutoi, AD;Head-Gordon, M
通讯作者：
Head-Gordon, M