量子科技中心_量科网

分子自旋量子比特是量子技术的理想候选体系，但其性能受多种退相干机制制约。由于环境复杂性，主要噪声源的识别与靶向抑制面临挑战。该研究团队建立了铜(II)酞菁（CuPc）稀释于抗磁性酞菁基质的横向弛豫系统性实验与理论分析框架。通过脉冲电子顺磁共振谱结合第一性原理团簇关联展开模拟，定量解析了超精细耦合核自旋、自旋-晶格弛豫及电子-电子偶极相互作用的贡献机制。详细建模表明强/弱耦合核自旋对T2时间的贡献均可忽略，而电子自旋间的纵向偶极相互作用（通过瞬时扩散与频谱扩散）即使在中等自旋密度下仍是主要退相干通道。模拟自旋回波动力学与实验数据的直接对比验证了这一结论。该工作通过建立可靠的建模与实验方法，确定了适用于量子应用的电子自旋密度优化区间，并提供可迁移的系综相干时间预测方法。这些发现将为可扩展量子器件中分子自旋量子比特的设计优化提供指导。