研究人员首次成功表明，旋转中心之间的非共价键可以通过自旋混合创造四重态。这一发现突显了超分子化学作为量子技术新材料的制定、开发和扩展的重要工具。
一个法德研究小组，包括来自弗莱堡大学的科学家，已经证明氢键可以促进超分子化学中的高效自旋通信。
量子技术的核心是量子比特（qubits），它是处理信息的基本单位。一个关键的研究领域是识别适合实际应用的材料。分子自旋量子比特被视为有前景的候选者，特别是用于分子自旋电子学和量子传感。所研究的材料可以通过光激发，从而生成第二个自旋中心，然后导致光诱导的四重态。以前，人们认为两个自旋中心之间的相互作用需要足够强以形成四重态，仅当中心通过共价键连接时，这种相互作用才会发生。这种对共价键的依赖由于涉及复杂的合成，极大限制了这些系统在量子技术中的应用。
然而，来自弗莱堡大学物理化学研究所和斯特拉斯堡大学查尔斯·萨多龙研究所的研究人员现在证明，非共价键也促进有效的自旋通信。他们利用一个模型系统，包括一个芘二酰亚胺色素和一个氧化亚氮自由基，这些成分通过氢键在溶液中自组装成功能单元。这种方法的主要优点在于，它允许使用超分子技术构建有序的自旋量子比特网络，从而为测试新分子组合和提升可扩展性打开了大门，而不需要大量的合成工作。
“这些发现突显了超分子化学在为量子研究创造新材料方面的巨大潜力，”弗莱堡大学物理化学研究所的萨宾·里彻特（Sabine Richert）表示，他领导着一个爱米·诺特（Emmy Noether）年轻研究小组。“这提供了创新的方法来研究、扩展和完善这些系统。因此，这代表着向分子自旋电子学中新组件发展的一项重大进展。”
