通用量子计算和量子模拟需要多量子比特架构,具有精确定义、稳健的量子比特间相互作用,以及局部可寻址性。这是一个尚未解决的挑战,主要是由于可扩展性问题。这些问题通常源于对量子比特间相互作用的控制不佳。分子系统是实现大规模量子架构的有前途的材料,因为它们具有高度的可定位性和精确定制量子比特间相互作用的可能性。最简单的量子架构是双量子比特系统,可以使用它实现量子门操作。为了可行,双量子比特系统必须具有较长的相干时间,量子比特间相互作用必须定义明确,并且两个量子比特还必须在相同的量子操纵序列中单独寻址。本文介绍了对氯化三苯甲基有机自由基的自旋动力学的研究结果,特别是全氯三苯甲基 (PTM) 自由基、单官能化 PTM 和双自由基 PTM 二聚体的自旋动力学。在低于 100 K 的所有温度下,都发现了高达 148 μ s 的超长集合相干时间。证明了双自由基系统中的双量子比特和单个量子比特可寻址性。这些结果强调了分子材料在量子架构开发方面的潜力。
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