Os qubits de spin eletrônico molecular oferecem ajustabilidade em nível atômico e coerência quântica à temperatura ambiente. Sua integração em matrizes de estado sólido engenheiradas pode melhorar o desempenho em relação às tecnologias de informação quântica ambiente. Neste trabalho, demonstramos estruturas orgânicas covalentes (COFs) como matrizes programáveis para qubits radicais orgânicos estáveis, permitindo a otimização estratégica das interações spin-fonon e spin-spin. Usando duas estruturas de éster de boronato clássicas, COF-5 e COF-108, para hospedar qubits radicais semelhantes a semiquinona, alcançamos um tempo de relaxamento de spin ultralongo (T1 > 300 μs) a 298 K, que supera a maioria dos qubits moleculares e rivaliza com defeitos de spin inorgânicos. A supressão do relaxamento de spin é atribuída a estruturas rígidas e neutras, bem como distribuições de spin centradas em carbono que efetivamente enfraquecem o acoplamento spin-fonon. A aplicação de métodos de desacoplamento dinâmico a ambos os COFs melhora sua coerência quântica e possibilita a detecção de spins nucleares à temperatura ambiente, incluindo 1H, 11B e 13C. Nosso trabalho estabelece os COFs como materiais quânticos projetados, abrindo novas avenidas para a detecção quântica dos spins nucleares à temperatura ambiente.
Sun et al. (Sex,) estudaram essa questão.