Control of quantum phases and entanglement by magnetic field in molecular systems
Project goals
Electronic spin in molecules of coordination compounds is promising as the basic logic unit of quantum computers. This technology will transform various aspects of society by enabling faster and more efficient computation, secure communication, and precise sensing. Molecules can be tailored to achieve specific magnetic properties through simple ligand substitution. Among the desired features is quantum entanglement, which interconnects the molecular quantum states for quantum information processing. Molecular crystals are formed through hydrogen bonds or other weak interactions between neighbor molecules, resulting in a structure that gives rise to spin lattices and spin-spin couplings. We will use electron spin resonance (ESR) to explain the crucial role of weak intermolecular interactions in determining the entanglement phenomenon in molecular crystals. A thorough understanding of these interactions is essential to successfully implement molecular crystals in future quantum devices.
Keywords
electron paramagnetic/spin resonanceESRtransition-metal compoundsmolecular magnetismquantum entanglementquantum phase transition
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
—
Call for proposals
SGA0202400003
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Středoevropský technologický institut
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
24-11928M
Alternative language
Project name in Czech
Řízení kvantových fází a kvantové provázání magnetickým polem v molekulárních systémech
Annotation in Czech
Elektronový spin v molekulách koordinačních sloučenin je slibný jako základní logická jednotka kvantových počítačů. Tato technologie promění různé aspekty společnosti tím, že umožní rychlejší a efektivnější výpočty, bezpečnou komunikaci a přesné snímání. Molekuly mohou být přizpůsobeny tak, aby dosáhly specifických magnetických vlastností skrze jednoduchou substituci ligandů. Mezi žádoucí vlastnosti patří kvantové provázání, které propojuje molekulární kvantové stavy pro kvantové zpracování informací. Molekulární krystaly jsou vytvořeny za pomoci vodíkových vazeb nebo jiných slabých interakcí mezi sousedními molekulami, což vede ke vzniku struktury, která dává vzniknout spinovým mřížkám a spin-spinovým vazbám. Použijeme elektronovou spinovou rezonanci (ESR) k vysvětlení klíčové role slabých mezimolekulárních interakcí při určování jevu provázání v molekulárních krystalech. Důkladné pochopení těchto interakcí je nezbytné pro úspěšné implementování molekulárních krystalů v budoucích kvantových zařízeních.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10403 - Physical chemistry
OECD FORD - secondary branch
10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
OECD FORD - another secondary branch
—
BE - Theoretical physics
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2024
Realization period - end
Dec 31, 2028
Project status
B - Running multi-year project
Latest support payment
Apr 1, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GM-R
Data delivery date
Feb 21, 2025
Finance
Total approved costs
24,036 thou. CZK
Public financial support
24,036 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
24 036 CZK thou.
Public support
24 036 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Physical chemistry
Solution period
01. 01. 2024 - 31. 12. 2028