Puertas lógicas cuánticas en moléculas magnéticas

El objetivo general de este trabajo de fin de grado es explorar posibilidad de que moléculas formadas por tres iones lantánidos puedan realizar una puerta cuántica condicional C-Phase o C-Z. La idea es lograr que el átomo central actúe como interruptor de la interacción entre los dos extremos. En concreto se ha estudiado el caso de la molécula [CeEr2], compuesta de dos iones erbio que actuarían como qubits de la puerta y un ion central cerio que actuaría como el interruptor. Para ello se han realizado medidas de la imanación, la susceptibilidad magnética, el calor específico molar y el espectro de EPR de esta molécula, así como de otras dos similares ([LaEr2] y [CeLu2]) que permiten estudiar los iones erbio y el ion cerio por separado. Los resultados muestran que cada una de las tierras raras se comporta como un sistema de dos niveles (espín efectivo 1/2) y puede por tanto codificar un qubit, y revelan la presencia de un acoplo entre los iones erbio y el ion cerio. Estos ingredientes confirman que la molécula estudiada proporciona un prototipo para implementar una puerta lógica cuántica

Waveguide QED at the onset of spin-spin correlations

We experimentally explore the competition between light-mediated and direct matter-matter interactions in waveguide quantum electrodynamics. For this, we couple a superconducting line to a model magnetic material, made of organic free radical DPPH molecules with a spin $S=1/2$ and a $g_{S}$ factor very close to that of a free electron. The microwave transmission has been measured in a wide range of temperatures ($0.013$ K $\leq T \leq 2$ K), magnetic fields ($0\leq B \leq 0.5$ T) and frequencies ($0 \leq \omega/2 \pi \leq 14$ GHz). We find that molecules belonging to the crystal sublattice B form one-dimensional spin chains. Temperature then controls intrinsic spin correlations along the chain in a continuous and monotonic way. In the paramagnetic region ($T > 0.7$ K), the microwave transmission shows evidences for the collective coupling of quasi-identical spins to the propagating photons, with coupling strengths that reach values close to the dissipation rates. As $T$ decreases, the growth of intrinsic spin correlations, combined with the anisotropy in the spin-spin exchange constants, break down the collective spin-photon coupling. In this regime, the temperature dependence of the spin resonance visibility reflects the change in the nature of the dominant spin excitations, from single spin flips to bosonic magnons, which is brought about by the magnetic correlation growth

A heterometallic [LnLn′Ln] lanthanide complex as a qubit with embedded quantum error correction

We show that a [Er–Ce–Er] molecular trinuclear coordination compound is a promising platform to implement the three-qubit quantum error correction code protecting against pure dephasing, the most important error in magnetic molecules. We characterize it by preparing the [Lu–Ce–Lu] and [Er–La–Er] analogues, which contain only one of the two types of qubit, and by combining magnetometry, low-temperature specific heat and electron paramagnetic resonance measurements on both the elementary constituents and the trimer. Using the resulting parameters, we demonstrate by numerical simulations that the proposed molecular device can efficiently suppress pure dephasing of the spin qubits.This work has received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme (ERC Starting Grant 258060 FuncMolQIP, COST Action 15128 MOLSPIN, QUANTERA project SUMO, FET-OPEN grant 862893 FATMOLS), the Spanish MICINN (grants CTQ2015-68370-P, CTQ2015-64486-R, RTI2018-096075-B-C21, PCI2018-093116, PGC2018-098630-B-I00, MAT2017-86826-R), the Gobierno de Aragón (grants E09-17R-Q-MAD, and PLATON E31_17R), the Generalitat de Catalunya (ICREA Academia 2018 to GA), and from the Italian Ministry of Education and Research (MIUR) through the co-funding of SUMO and through the PRIN Project 2015 HYFSRT “Quantum Coherence in Nanostructures of Molecular Spin Qubits”. Institució Catalana de Recerca I Estudis Avançats: ICREA Academia Prize 2018.Peer reviewe

Juegos de Salud Pública: la gamificación como método de aprendizaje

[ES] La innovación en el proceso de enseñanza-aprendizaje se ha convertido en un aspecto fundamental que posibilita un cambio en el paradigma educativo y permite alcanzar el “aprendizaje significativo”. En los últimos años, con motivo de la pandemia se ha puesto aún más si cabe la necesidad de prevención de enfermedades infecciosas, mediante el lavado de manos. En las asignaturas de Salud Pública del Grado de Enfermería y Podología impartidas por el Área de Medicina Preventiva y Salud Pública de la Universidad de León, se imparten dichos contenidos de una forma teórico/práctica tradicional, reportando opiniones de los alumnos relacionadas con baja motivación, interés y/o comprensión de estos contenidos. Ante estos problemas, el objetivo de la presente innovación docente fue mejorar las competencias, la motivación y la autorregulación del aprendizaje de los estudiantes, en la importancia de la higiene de manos en la prevención de enfermedades infecciosas, mediante la gamificación de una práctica. Se llevó a cabo una actividad de gamificación a través de un breakout con una narrativa relacionada con la historia biográfica de Ignaz Semmelweis. Se evaluaron los resultados mediante dos encuestas de satisfacción, y se realizó una comparación entre las opiniones de los estudiantes que habían participado en la práctica gamificada y aquellos asignados a la metodología tradicional. El grado de satisfacción con la práctica gamificada ha sido mayor respecto a los alumnos que recibieron la práctica de forma tradicional, obteniendo valores estadísticamente significativos en todos los ítems (p<0,05). Además, cabe destacar el interés de los estudiantes con “la aplicación de la gamificación a otras prácticas” que fue la pregunta que obtuvo una mayor valoración. Por otra parte, los resultados sobre los conocimientos adquiridos durante la misma fueron satisfactorios, por lo que en el futuro sería interesante plantear esta metodología para la adquisición de otros conocimientos de la asignatura

High cooperativity coupling to nuclear spins on a circuit quantum electrodynamics architecture

Nuclear spins are candidates to encode qubits or qudits due to their isolation from magnetic noise and potentially long coherence times. However, their weak coupling to external stimuli makes them hard to integrate into circuit quantum electrodynamics architectures, the leading technology for solid-state quantum processors. Here, we study the coupling of 173Yb(III) nuclear spin states in an [Yb(trensal)] molecule to superconducting cavities. Experiments have been performed on magnetically dilute single crystals placed on the inductors of lumped-element LC superconducting resonators with characteristic frequencies spanning the range of nuclear and electronic spin transitions. We achieve a high cooperative coupling to all electronic and most nuclear [173Yb(trensal)] spin transitions, a necessary ingredient for the implementation of qudit protocols with molecular spins using a hybrid architecture

Decoherence-free molecular spin qubits with chemically designed frequencies

Resumen del trabajo presentado a la XII Reunión del grupo de física de la materia condensada de la RSEF (GEFES), celebrada en Salamanca del 1 al 3 de febrero de 2023.We report a sizeable quantum tunnelling splitting for the mononuclear Ni(II) molecular complexes [Ni(Me6tren)Cl](ClO4) (1) and [Ni(2-Imdipa)(NCS)](NCS) (2). With their S = 1 ground state and strong anisotropy, these molecules provide a realization of the simplest non-Kramers system (integer spin). The “clock transition” between levels associated with superpositions of mS = ±1 spin states, with its characteristic non-linear magnetic field dependence, has been directly monitored by heat capacity experiments. The comparison of complex 1 with a Co derivative (S = 3/2), for which tunnelling is forbidden, shows that the clock transition leads to an effective suppression of intermolecular spin–spin interactions. We also show that the splitting admits a chemical tuning via the modification of the ligand shell that determines the magnetic anisotropy. In particular, the weaker magnetic anisotropy of complex 2 makes its qubit frequency compatible with superconducting microwave circuits, and has allowed its direct detection by on-chip broadband transmission experiments.Peer reviewe

Gamificación como herramienta de interacción en clases teóricas de Salud Pública

[ES] En las asignaturas de Salud Pública del Grado de Enfermería impartidas por el Área de Medicina Preventiva y Salud Pública de la Universidad de León, se vienen impartiendo contenidos teóricos de una forma tradicional. Las encuestas de evaluación al profesorado de la Universidad de León llevadas a cabo por el alumnado han reportado una baja motivación y participación, así como un reducido interés y/o comprensión de estos contenidos. Por esta razón, el objetivo de la presente innovación docente es mejorar la retroalimentación con el alumnado, a través de la gamificación, para incrementar el interés de los alumnos, la participación y detectar los conceptos en los que se debe hacer hincapié o repasar antes de finalizar la clase. Para ello, se llevó a cabo una docencia mixta, con gamificación a través de Quizizz© y sin gamificación (docencia tradicional). Para valorar el impacto sobre el interés, la participación y la motivación del alumnado, se realizó un cuestionario de escala Likert al finalizar la asignatura, para analizar el grado de satisfacción, el interés de la materia y la motivación en ambas metodologías de enseñanza en 31 alumnos/as. Los resultados obtenidos en las encuestas indican según el 93,5% de los alumnos que la gamificación promueve la participación en clase, y el 87,1% consideró útil esta herramienta para su aprendizaje y que además aumentó su interés por la materia. Considerando estos resultados, podemos indicar que la metodología de gamificación mejora la participación y el interés de los alumnos por la materia

Association Among Polyphenol Intake, Uric Acid, and Hyperuricemia: A CrossSectional Analysis in a Population at High Cardiovascular Risk

Dietary polyphenol intake has been associated with a decreased risk of hyperuricemia, but most of this knowledge comes from preclinical studies. The aim of the present study was to assess the association of the intake of different classes of polyphenols with serum uric acid and hyperuricemia. This cross- sectional analysis involved baseline data of 6332 participants. Food polyphenol con- tent was estimated by a validated semiquantitative food frequency questionnaire and from the Phenol-Explorer database. Multivariable-adjusted linear regression models with serum uric acid (milligrams per deciliter) as the outcome and polyphenol intake (quintiles) as the main independent variable were fitted. Cox regression models with constant follow-up time (t=1) were performed to estimate the prevalence ratios (PRs) of hyperuricemia (≥7 mg/dL in men and ≥6 mg/dL in women). An inverse association between the intake of the phenolic acid class (β coefficient, −0.17 mg/dL for quintile 5 versus quintile 1 [95% CI, −0.27 to −0.06]) and hydroxycinnamic acids (β coefficient, −0.19 [95% CI, −0.3 to −0.09]), alkylmethoxyphenols (β coefficient, −0.2 [95% CI, −0.31 to −0.1]), and methoxyphenols (β coefficient, −0.24 [95% CI, −0.34 to −0.13]) subclasses with serum uric acid levels and hyperuricemia (PR, 0.82 [95% CI, 0.71– 0.95]; PR, 0.82 [95% CI, 0.71– 0.95]; PR, 0.80 [95% CI, 0.70– 0.92]; and PR, 0.79 [95% CI, 0.69– 0.91]; respectively) was found. The intake of hydroxybenzoic acids was directly and significantly as- sociated with mean serum uric acid levels (β coefficient, 0.14 for quintile 5 versus quintile 1 [95% CI, 0.02– 0.26]) but not with hyperuricemia

High cooperativity coupling to nuclear spins on a circuit QED architecture - Open Access Data SAet

Open data set supporting figures of the related publication.European Commission: FATMOLS - FAult Tolerant MOLecular Spin processor (862893)Peer reviewe

Supression of superradiance by magnetic correlations

One of the most exciting footprints of quantum physics lies in the collective behavior exhibited by many body systems. The correlations between atoms in an ensemble give rise to phenomena far richer than the sum of individual behaviors could ever be. One of these is superradiance, the interaction between light and matter generates long-range correlations that result in collective atomic states which (super)radiate. Another origin of such correlations can be the interaction between the atoms of the ensemble themselves. Although both interactions play a fundamental role in many fields, especially light-matter in quantum computation, the competition that may arise between them in the same system seems to be rather unexploited. Here, we study the interaction of microwave radiation propagating via a superconducting co-planar transmission waveguide with model spin-1/2 DPPH molecules whose magnetic correlations are controlled by modulating either the external magnetic field (0 < !!" < 1 T) or temperature (10 mK < T < 4.2 K). It is found that, above 1K, the system is in a uncorrelated paramagnetic phase and the emission is superradiant. However, below this temperature, an anisotropic magnetic interaction onsets correlations between the molecules building one-dimensional chains that suppress superradiance [Cf. Figure 1]. These results allow exploring new states of matter, arising from the interplay between magnetic and light-matter couplings, and provide a tool to externally control superradiance.Resumen del trabajo presentado a la XII Reunión del grupo de física de la materia condensada de la RSEF (GEFES), celebrada en Salamanca del 1 al 3 de febrero de 2023.Peer reviewe