Nanographene Berbentuk Kupu-Kupu Membuka Pintu Bagi Kemajuan Teknologi Quantum

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Nanographene berbentuk kupu-kupu membuka pintu bagi kemajuan teknologi kuantum

oleh Simon Mansfield

Sydney, Australia (SPX) 22 April 2024

Peneliti National University of Singapore (NUS) telah mengembangkan jenis baru bahan kuantum berbasis karbon: nanographene berbentuk kupu-kupu yang menampilkan sifat magnetik unik. Materi inovatif ini dapat berdampak signifikan terhadap teknologi informasi kuantum.

Nanographene ini sangat berbeda dari bahan magnetik tradisional yang mengandalkan atom logam yang lebih berat. Di sini, sifat-sifat tersebut muncul dari konfigurasi elektron spesifik pada orbital p atom karbon. Desain atom karbon skala nano yang tepat dari tim memungkinkan kontrol unik atas perilaku elektron ini, menjadikan nanographene kandidat menarik untuk magnet kecil dan bit kuantum, atau qubit, yang penting dalam komputasi kuantum. Qubit beroperasi lebih cepat dan mempertahankan status kuantumnya lebih lama, berkat sifat bawaan karbon yang membatasi dekoherensi.

Penelitian tersebut, dipimpin oleh Associate Professor Lu Jiong dan Profesor Jishan Wu dari NUS, dengan kolaborasi dari rekan-rekan internasional termasuk Profesor Pavel Jelinek dan Dr. Libor Vei dari Czech Academy of Sciences, menghasilkan terciptanya kupu-kupu besar yang menyatu sepenuhnya. nanografena magnetik berbentuk. Struktur ini memiliki empat segitiga bulat yang menyerupai sayap kupu-kupu, masing-masing berisi elektron p tidak berpasangan yang berkontribusi terhadap kualitas magnetik material.

Associate Professor Lu mencatat, “Molekul kecil yang terbuat dari cincin benzena yang menyatu ini menawarkan janji yang signifikan untuk menampung putaran kuantum, sebuah properti penting untuk jaringan kuantum di masa depan.”

Publikasi mereka di Nature Chemistry menjelaskan proses kompleks sintesis nanographene ini, dimulai dari prekursor molekul baru yang dikembangkan melalui metode kimia dalam larutan tradisional. Prekursor ini menghasilkan sintesis di permukaan dalam ruang hampa, sebuah pendekatan baru yang memastikan presisi dalam bentuk akhir dan struktur atom nanografena.

Salah satu aspek unik dari nanographene kupu-kupu adalah perpaduan sifat feromagnetik dan antiferromagnetik, yang dicapai dengan mengatur elektron p untuk menciptakan putaran terjerat. Susunan ini diperiksa menggunakan teknik mikroskop probe pemindaian canggih, sehingga meningkatkan pemahaman tentang perilaku magnetik pada tingkat atom.

Ke depan, Associate Professor Lu optimis mengenai potensi temuan ini untuk memajukan penelitian material kuantum, yang bertujuan untuk mengukur dan memanipulasi putaran ini pada skala molekul tunggal, yang dapat merevolusi kekuatan komputasi dan kemampuan penyimpanan kuantum.

Laporan penelitian:Nanographene Poliradikal Sangat Terjerat dengan Korelasi Kuat dan Frustrasi Topologi yang Hidup Bersamaan

Link Terkait

National University of Singapore

Memahami Ruang dan Waktu