Top > Search Research paper > (In Japanese)光励起三重項電子スピンの利用による動的核偏極-NMR量子コンピュータの初期化を目指して

(In Japanese)光励起三重項電子スピンの利用による動的核偏極-NMR量子コンピュータの初期化を目指して

Research report code R000000559
Posted date Sep 30, 2002
Researchers
  • (In Japanese)武田 和行
  • (In Japanese)竹腰 清乃理
  • (In Japanese)寺尾 武彦
Affiliation
  • (In Japanese)科学技術振興事業団 戦略的基礎研究推進事業
  • (In Japanese)京都大学大学院理学研究科化学専攻
  • (In Japanese)京都大学大学院理学研究科化学専攻
Research organization
  • (In Japanese)京都大学大学院理学研究科化学専攻
Report name (In Japanese)光励起三重項電子スピンの利用による動的核偏極-NMR量子コンピュータの初期化を目指して
Technology summary (In Japanese)電子スピン偏極を核スピンに移動させる動的核偏極(Dynamic Nuclear Polarization:DNP)によって,NMRの感度を飛躍的に増大させることができる。とりわけ,スピン偏極の源として光励起三重項状態の電子スピンを利用するのは以下の2点で有利である。(a)分子によっては光励起三重項状態の電子スピン偏極が熱平衡よりはるかに大きいものがあり,より大きな核スピン偏極を得ることが期待できる。(b)光励起三重項状態は有限の寿命で基底状態に戻るため,NMR信号は常磁性電子スピンの影響を受けない。われわれは,ペンタセンをドープしたナフタレンを試料に用いてペンタセンの光励起三重項状態を利用したDNPを行い,磁場0.319Tおよび温度100Kで約0.7のプロトンスピン偏極を達成した。これはおよそ22万倍のプロトンスピン偏極増大に相当する。また,光励起三重項状態を用いた動的核偏極は従来単結晶試料でしか行われていなかったが,われわれは粉末試料中でも核スピン偏極が増大できることを示した。NMR量子コンピューティングでは,信号強度はキュービット数の増加とともに指数関数的に減少し観測が困難になる。したがって,光励起三重項状態を用いたDNPによる核スピン偏極の飛躍的増大化に関するこの研究は,多キュービットのNMR量子コンピュータの実現へ向けて重要な役割を果たすと期待される。
Research field
  • Nuclear energy levels
  • Photon interaction with atoms
  • Magnetic resonances and magnetic relaxations in general
  • Election spin resonance in general
  • NMR of organic compounds
  • Digital computer hardwares in general
Published papers related (In Japanese)(1)K.Takeda,K.Takegoshi,T.Terao,Chemical Physics Letters 345(2001)166-170
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena
Information research report
  • (In Japanese)武田 和行,竹腰 清乃理,寺尾 武彦. Dynamic nuclear polarization by photo-excited electronic spins—towards the initialization of an NMR quantum computer—. 戦略的基礎研究推進事業「電子・光子等の機能制御」The First CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2000. p.103 - 103.

PAGE TOP