Informação quântica e ressonância magnética nuclear: otimização de parâmetros espectroscópicos de heterociclos fosforados

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Lino, Jéssica Boreli dos Reis
• Orientador(a): Ramalho, Teodorico de Castro
• Banca de defesa: La Porta, Felipe de Almeida, Guerreiro, Mario César, Savedra, Melissa F. Siqueira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Agroquímica
• Departamento: Departamento de Química
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Computação quântica; Informação quântica; Ressonância magnética nuclear; Quantum computation; Quantum information; Nuclear magnetic resonance
• Área do conhecimento CNPq: Computabilidade e Modelos de Computação; Fisico-Química; Física Clássica e Física Quântica; Mecânica e Campos
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/12733

A computação quântica é o campo da ciência que usa fenômenos quântico-mecânicos, como superposição e emaranhamento, para realizar operações em dados. A unidade de informação fundamental utilizada na computação quântica é o bit quântico ou qubit. Sabe-se que os computadores quânticos poderiam, teoricamente, ser capazes de resolver problemas muito mais rapidamente do que qualquer computador clássico. As primeiras e, ainda, as mais bem-sucedidas implementações de processamento de informação quântica foram baseadas em spins nucleares em líquidos. No entanto, as moléculas que permitem muitos qubits na computação quântica via Ressonância Magnética Nuclear (RMN) devem satisfazer algumas condições como: ter grandes deslocamentos químicos (δ) e ser apropriadamente dispersos para o endereçamento qubit, acoplamento spin-spin apreciável (J), entre qualquer par de spins, e um longo tempo de relaxação. Nesta linha, os derivados de Benzyldeno-2,3-dihydro-1H-[1,3]diphosphole(BDF) foram teoricamente testados para maximizar δ e J e minimizar a constante de acoplamento hiperfino (A). Assim, as estruturas foram otimizadas no nível B3LYP/6-311G(d,p) e mostraram muita similaridade com os parâmetros geométricos experimentais. Os parâmetros espectroscópicos de RMN foram calculados com seis funcionais de DFT diferentes. O método τ-HCTH/6-31G(2d) apresentou melhor concordância com os valores experimentais de deslocamento químico de 31P e13C. Enquanto PCM-B3LYP/ccPVDZ mostra uma diminuição no desvio entre valores calculados e experimentais para constante de acoplamento P-P e P-C. A técnica de Superfície de Resposta foi empregada para racionalizar o parâmetro A, que foi alterado com modificação nos valores δ e J. A partir dos estudos, a molécula BDF-NO2 foi a mais promissora para a computação quântica via RMN entre a série estudada.