Nuovi percorsi nella ricerca quantistica: individuati candidati qubit supramolecolari
Un team di ricerca franco-tedesco dimostra che la chimica supramolecolare consente un'efficiente comunicazione di spin attraverso i legami a idrogeno
I qubit sono i mattoni di base dell'elaborazione delle informazioni nella tecnologia quantistica. Il materiale di cui saranno fatti in seguito nelle applicazioni tecniche è un'importante domanda di ricerca. I qubit di spin molecolari sono considerati candidati promettenti per la spintronica molecolare, in particolare per la tecnologia dei sensori quantistici. I materiali qui studiati possono essere eccitati dalla luce, creando un secondo centro di spin e, di conseguenza, uno stato di quartetto indotto dalla luce. Finora, la ricerca si è basata sul presupposto che l'interazione tra due centri di spin può essere sufficientemente forte per la formazione di un quartetto solo se i centri sono legati covalentemente. A causa dell'elevato costo della produzione sintetica di reti covalenti di tali sistemi, il loro uso negli sviluppi applicativi nel campo della tecnologia quantistica è fortemente limitato.
I ricercatori dell'Istituto di Chimica Fisica dell'Università di Friburgo e dell'Istituto Charles Sadron dell'Università di Strasburgo hanno ora dimostrato per la prima volta che i legami non covalenti possono consentire un'efficiente comunicazione di spin. Per farlo, gli scienziati hanno utilizzato un sistema modello costituito da un cromoforo perilendiimmide e da un radicale nitrossido, che si organizzano in unità funzionali in soluzione per mezzo di legami idrogeno. Il vantaggio decisivo: la formazione di una rete ordinata di qubit di spin potrebbe ora essere ottenuta utilizzando approcci supramolecolari, che consentirebbero di testare nuove combinazioni di molecole e di scalare il sistema senza grandi sforzi di sintesi.
"I risultati illustrano l'enorme potenziale della chimica supramolecolare per lo sviluppo di nuovi materiali nella ricerca quantistica", afferma la dott.ssa Sabine Richert, ricercatrice presso l'Istituto di Chimica Fisica dell'Università di Friburgo, dove dirige un gruppo di ricerca Emmy Noether junior. "Offre modi innovativi per la ricerca, il ridimensionamento e l'ottimizzazione di questi sistemi. I risultati sono quindi un passo importante verso lo sviluppo di nuovi componenti per la spintronica molecolare".
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