Nouvelles voies dans la recherche quantique : détection de candidats qubits supramoléculaires
L'équipe de recherche franco-allemande montre que la chimie supramoléculaire permet une communication efficace du spin par le biais de liaisons hydrogène
Les Qubits sont les éléments de base du traitement de l'information dans la technologie quantique. Une question de recherche importante est de savoir de quel matériau ils seront réellement constitués dans les applications techniques. Les qubits de spin moléculaires sont considérés comme des candidats prometteurs pour la spintronique moléculaire, en particulier pour la détection quantique. Les matériaux étudiés ici peuvent être stimulés par la lumière, ce qui crée un deuxième centre de spin et, par conséquent, un état de quatuor induit par la lumière. Jusqu'à présent, la recherche a supposé que l'interaction entre deux centres de spin ne pouvait être suffisamment forte pour permettre la formation d'un quatuor que si les centres étaient liés de manière covalente. En raison de l'effort important nécessaire pour synthétiser des réseaux de ces systèmes liés de manière covalente, leur utilisation dans les développements liés aux applications dans le domaine de la technologie quantique est sévèrement limitée.
Des chercheurs de l'Institut de chimie physique de l'Université de Fribourg et de l'Institut Charles Sadron de l'Université de Strasbourg viennent de montrer pour la première fois que les liaisons non covalentes peuvent permettre une communication efficace des spins. Pour ce faire, les scientifiques ont utilisé un système modèle composé d'un chromophore pérylènediimide et d'un radical nitroxyde qui s'auto-assemblent en unités fonctionnelles en solution au moyen de liaisons hydrogène. L'avantage principal : la formation d'un réseau ordonné de qubits de spin pourrait désormais être réalisée à l'aide d'approches supramoléculaires, ce qui permettrait de tester de nouvelles combinaisons de molécules et l'extensibilité du système sans effort synthétique majeur.
"Les résultats illustrent l'énorme potentiel de la chimie supramoléculaire pour le développement de nouveaux matériaux dans la recherche quantique", explique Sabine Richert, qui mène des recherches à l'Institut de chimie physique de l'université de Fribourg, où elle dirige un groupe de recherche Emmy Noether. "Il offre des moyens novateurs pour la recherche, la mise à l'échelle et l'optimisation de ces systèmes. Ces résultats constituent donc une étape importante vers le développement de nouveaux composants pour la spintronique moléculaire".
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