摘要 分子纳米磁体 (MNM) 是含有相互作用自旋的分子,一直是量子力学的游乐场。它们的特点是有许多可访问的低能级,可用于存储和处理量子信息。这自然开启了将它们用作量子比特的可能性,从而扩大了基于量子比特架构的量子逻辑工具。这些额外的自由度最近促使人们提出在单个分子中编码带有嵌入式量子纠错 (QEC) 的量子比特。QEC 是量子计算的圣杯,这种量子比特方法可以规避标准多量子比特代码中典型的物理量子比特的大量开销。分子方法的另一个重要优势是在制备复杂的超分子结构时实现了极高的控制程度,其中各个量子比特相互连接,同时保持其各自的属性和相干性。这对于构建量子模拟器(能够模拟其他量子对象动态的可控系统)尤其重要。使用 MNM 进行量子信息处理是一个快速发展的领域,但仍需要通过实验进行充分探索。需要解决的关键问题与扩大量子位/量子比特的数量及其各自的寻址有关。人们正在深入探索几种有希望的可能性,从使用单分子晶体管或超导设备到光学读出技术。此外,化学领域的新工具也可能随时可用,例如手性诱导的自旋选择性。在本文中,我们将回顾这一跨学科研究领域的现状,讨论尚未解决的挑战和设想的解决方案,这些方案最终可能会释放分子自旋在量子技术中的巨大潜力。
具有定向双稳态磁矩的分子也称为单分子磁体 (SMM) [1–4],一直是人们深入研究的对象,旨在探索其在分子水平上存储信息的潜在用途。 [5–10] SMM 是顺磁性金属离子通过合适的配体结合在一起的单核或多核配位化合物,这些配体通常可在固体中相邻分子之间提供有效的屏蔽。 它们中的大多数都具有大自旋和易轴磁各向异性的组合,这导致低温下磁化波动急剧减慢并出现磁滞。 [2,11,12] 通常观察到磁滞的温度值仍然是技术应用的极限 [5–10] 但在 77 K 以上的工作温度(液氮的正常沸点)
摘要 分子纳米磁体 (MNM) 是含有相互作用自旋的分子,一直是量子力学的游乐场。它们的特点是有许多可访问的低能级,可用于存储和处理量子信息。这自然开启了将它们用作量子比特的可能性,从而扩大了基于量子比特架构的量子逻辑工具。这些额外的自由度最近促使人们提出在单个分子中编码带有嵌入式量子纠错 (QEC) 的量子比特。QEC 是量子计算的圣杯,这种量子比特方法可以规避标准多量子比特代码中典型的物理量子比特的大量开销。分子方法的另一个重要优势是在制备复杂的超分子结构时实现了极高的控制程度,其中各个量子比特相互连接,同时保持其各自的属性和相干性。这对于构建量子模拟器(能够模拟其他量子对象动态的可控系统)尤其重要。使用 MNM 进行量子信息处理是一个快速发展的领域,仍然需要通过实验进行充分探索。要解决的关键问题与扩大量子位/量子比特的数量及其各自的寻址有关。正在深入探索几种有希望的可能性,从使用单分子晶体管或超导设备到光学读出技术。此外,化学领域的新工具也可能随时可用,例如手性诱导的自旋选择性。在本文中,我们将回顾这一跨学科研究领域的现状,讨论尚未解决的挑战和设想的解决方案,这些最终可能会释放分子自旋在量子技术中的巨大潜力。
(10 -5 ) 钴铁硼 10 50 5 6.67 14.60 175.01 55.64 77.63 3.68 钴铁硼 5 50 5 8.46 29.48 384.88 64.82 135.41 3.22 钴铁硼 5 50 10 4.56 17.88 108.74 75.02 27.16 1.31 钴铁硼 * 5 50 10 4.65 14.77 78.57 87.39 9.91 0.53 钴铁硼 5 100 10 8.95 15.40 197.38 69.82 59.57 1.43 镍铁 10 50 5 8.72 2.66 10.78 215.17 -12.42 -1.95 镍铁 2.5 50 5 9.15 35.98 148.76 221.25 -180.37 -3.91 镍铁 2.5 50 10 4.58 27.30 54.35 230.17 -70.75 -3.02
微生物拥有高度进化的生存策略,这些策略已被用于解决药物输送问题。在肿瘤学中,“细菌作为药物”的概念可以利用化学疗法的直接细胞毒活性,同时还可以发展强大的治疗性抗癌免疫力。例如,溶瘤病毒 (OV) 可以选择性地感染和复制癌细胞,导致直接肿瘤细胞溶解以及诱导免疫原性细胞死亡 (ICD) 和抗肿瘤免疫。因此,OV 是一种新兴的癌症治疗方式,定位于生物疗法和免疫疗法的交界处。使用病毒的 OV 的应用,例如单纯疱疹病毒 (HSV)、水泡性口炎病毒 (VSV)、腺病毒 (Ad) 和安进的 T-VEC [1],这是 FDA 批准的第一个用于临床治疗黑色素瘤的 OV,
1 橡树岭国家实验室中子散射部门,美国田纳西州橡树岭 37831 2 橡树岭国家实验室纳米相材料科学中心,美国田纳西州橡树岭 37831 3 橡树岭国家实验室计算科学与工程部门,美国田纳西州橡树岭 37831 4 亥姆霍兹柏林材料与能源中心有限公司,Hahn-Meitner Platz 1, D-14109 Berlin, Germany 5 柏林工业大学物理研究所,Hardenbergstraße 36, D-10623 Berlin, Germany 6 橡树岭国家实验室量子科学中心,美国田纳西州橡树岭 37831 7 橡树岭国家实验室材料科学与技术部门,美国田纳西州橡树岭 37831 8 Shull Wollan 中心 - 中子科学联合研究所橡树岭国家实验室,美国田纳西州 37831
1 卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) 物理研究所,德国卡尔斯鲁厄 2 卡尔斯鲁厄量子材料与技术研究所,德国卡尔斯鲁厄 3 韩国首尔基础科学研究所 (IBS) 量子纳米科学中心。 4 梨花女子大学,韩国首尔。 * 通讯作者:philip.willke@kit.edu,
本研究はJSPS 科研费(JP 21H05021, JP 17H06227)、JST CREST(JPMJCR18J1)、JST SICORP
可以通过考虑电子废料、风力涡轮机和汽车应用等各种来源来估算德国和欧洲其他地区的 NdFeB 磁体的回收潜力,尽管在某些情况下预期的吨位差异很大。需要建立有效的 NdFeB 磁体收集和返回系统以提高回收率。目前,德国没有大量的报废 NdFeB 磁体交易。NdFeB 磁体回收还面临着物流挑战。这些挑战包括废物流的异质性、含磁体产品的生命周期不同以及小部件难以自动拆卸。再生磁体的价格与原始磁体的价格密切相关,而原始磁体的价格又严重依赖于稀土元素的价格。本研究概述了德国及其他地区参与磁体回收的公司和初创企业。
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