我们来看一下这些分子构建块的组成和它们的特性。它们每个都由一到几个磁性离子组成,由有机配体分子壳稳定和保护(图 1)。有效基态为 S = 1/2 的分子提供了最简单的量子比特实现,但是,如下所述,还存在许多其他有吸引力的可能性。我们的目的是讨论此类分子构建块在实现大规模量子计算方面的潜力,以及它们为实现某些特定应用所提供的优势。我们考虑了两种扩大规模的替代方案,如图 1 所示。第一种方法基于阵列中不同量子比特之间的不对称性(例如,每个量子比特具有不同的频率)以及它们之间的相互作用。随后的能级非谐性允许人们通过简单地选择作用于整个阵列的共振电磁脉冲的适当频率(或“颜色”)来解决每个操作。这种策略允许通过“化学”进行扩展,即在每个分子内进行扩展。第二种选择涉及对每个量子比特及其与其他量子比特的相互作用进行局部控制。它依赖于控制和连接单个分子自旋这一极具挑战性的目标。
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