Speaker
Mr.
Luis Escalera
(University of Valencia)
Description
La esencia de las tecnologías cuánticas, cuyo desarrollo se verá reforzado por la próxima puesta en marcha de un proyecto financiado por la comisión europea,[1] descansa en el concepto de sistema de dos niveles. La superposición y el entrelazamiento cuánticos son algunas de las propiedades clave que estos sistemas, también conocidos como qubits, deben exhibir si de ellos se espera que sean la semilla de la segunda revolución tecnológica. No obstante, su gran timidez hace que tales propiedades sean extremadamente frágiles, de manera que solamente el qubit puede actuar mostrándolas cuando no es observado, en privado. De otro modo, sufrirá un proceso conocido como decoherencia, que terminará por destruir cualquier manifestación de esas propiedades. Aislar el qubit de su entorno no controlado es, por tanto, crucial a la hora tanto de procesar como de almacenar información en ellos de manera fiable.
De entre los potenciales candidatos a qubit se encuentran los qubits de espín molecular en moléculas magnéticas,[2,3] habitualmente dispuestos en cristales moleculares de estado sólido. Estas plataformas físicas han mostrado una prometedora capacidad de manipulación coherente, direccionamiento individual, y organización y escalabilidad.[4-6] No obstante, las siempre presentes vibraciones de la red cristalina conectan el qubit con el baño termal,[7] y dan pie a un camino de relajación por el que puede perderse la información cuántica. Interesa, pues, cómo hay que diseñar y construir una molécula para que el qubit que albergue sea lo más transparente posible a distorsiones de su entorno y mantenga su coherencia.
La primera etapa en dicho camino de disipación de la información consiste en el acoplamiento entre el espin molecular, donde queda el qubit, y las vibraciones intramoleculares.[8] Esta situación permite explotar la química sintética y de diseño para fabricar moléculas más robustas que atajen el problema de la decoherencia vibracional en su origen. En este trabajo,[9] se presenta un modelo teórico de primeros principios que trata de cuantificar el efecto de las vibraciones locales sobre una propiedad general dada del sistema, por ejemplo, la energía del qubit. El método empleado puede también incluir las vibraciones globales de la red. Como sistema modelo se usa un complejo de cobre (ver Fig. 1), [Cu(mnt)2]2-,[10] caracterizado por una notable coherencia cuántica y en el que el qubit es asignado al doblete fundamental de espín electrónico. El modelo permite identificar aquellos modos vibracionales que más se acoplan con la energía del qubit en función de la temperatura y, así, extraer principios generales que guíen el diseño de nuevos qubits de espín molecular de manera racional.[11,12] Se presentarán también otros sistemas interesantes a estudiar, y se discutirán estrategias que permitan conectar los resultados derivados de este modelo teórico con tiempos de decoherencia vibracional.
Primary author
Mr.
Luis Escalera
(University of Valencia)
