(レーザー関連)励起子分裂によるスピン量子もつれの転送を実証:量子コンピュータへの応用に期待

一重項励起子(れいきし)分裂は、一つの光子(光の粒子)から二つの不安定で高いエネルギーをもった励起分子 (励起子) を生じる現象(図1)で、将来、太陽電池などに応用されエネルギーの変換効率を飛躍的に高めることが期待されています。

神戸大学分子フォトサイエンス研究センターの小堀康博教授、同大学院理学研究科博士前期課程の松田紗季、尾山真也による研究グループは、有機半導体薄膜の一重項励起子分裂で生成する中間体として磁性をもつ三重項励起子対の電子スピンの状態を、時間分解電子スピン共鳴法を用いて明らかにしました。この結果、有機半導体一分子に生成した量子もつれが、高速に解離した二つの三重項励起子にまで転送されることを実証しました。これにより、一光子入力による四電子スピンからなる四量子ビット系の量子テレポーテーション効果が、世界で初めて明らかになりました。

本研究成果は、2020年2月20日(現地時間)に英国科学誌「Chemical Science」に掲載されました。

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