有限粒子数自旋系统量子相变和分子磁体量子操控

分子磁体宏观量子效应，因其重要的基础理论意义和技术应用价值是近年来理论和实验研究的热点课题之一。理论上可用来验证量子力学的基本原理和宏观极限，研究成果可直接影响数据存储和处理以及量子计算机技术。然而，目前还未能从理论上找到实现分子磁体量子比特的途径和量子操控方法,成为研究瓶颈。本项目另辟蹊径,研究有限粒子数自旋系统随外磁场变化的相变理论,用我们发展的自旋算符等效势方法得到自旋系统基态和第一激发态能级随外磁场的变化,能级交叉即量子相变点。宏观量子态的两叠加态（两宏观相）可用来实现量子比特，两相之间的相变可由磁场调控。把该理论用于分子磁体，研究环境对量子相变的影响及解相干条件，从而实现分子磁体量子比特和操控。单分子磁体的量子输运是本项目的另一重要研究目标,研究分子磁体磁矩和输运电子自旋相互作用对输运电流极化的影响，在外场调控下量子相变引起的输出电流特性变化,为分子磁体量子器件开发提供理论指导。