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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/12733

Title: Informação quântica e ressonância magnética nuclear: otimização de parâmetros espectroscópicos de heterociclos fosforados
Other Titles: Quantum information and nuclear magnetic resonance: optimization of spectroscopic parameters of phosphorus heterocycles
???metadata.dc.creator???: Lino, Jéssica Boreli dos Reis
???metadata.dc.creator.Lattes???: http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4365880U9
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Ramalho, Teodorico de Castro
???metadata.dc.contributor.referee1???: La Porta, Felipe de Almeida
???metadata.dc.contributor.referee2???: Guerreiro, Mario César
???metadata.dc.contributor.referee3???: Savedra, Melissa F. Siqueira
Keywords: Computação quântica
Informação quântica
Ressonância magnética nuclear
Quantum computation
Quantum information
Nuclear magnetic resonance
???metadata.dc.date.submitted???: 1-Mar-2017
Issue Date: 17-Apr-2017
???metadata.dc.description.sponsorship???: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Citation: LINO, J. B. dos R. Informação quântica e ressonância magnética nuclear: otimização de parâmetros espectroscópicos de heterociclos fosforados. 2017. 111 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2017.
???metadata.dc.description.resumo???: 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.
Abstract: Quantum computing is the field of science that uses quantum-mechanical phenomena, such as superposition and entanglement, to perform operations on data. The fundamental information unit used in quantum computing is the quantum bit or qubit. It is well-known that quantum computers could theoretically be able to solve problems much more quickly than any classical computers. Currently, the first and still the most successful implementations of quantum information processing have been based on nuclear spins in liquids. However, molecules that enable many qubits NMR quantum information processing should meet some conditions: have large chemical shifts-δ and be appropriately dispersed for qubit addressability, appreciable spin-spin coupling-J between any pair of spins, and a long relaxation time. In this line, Benzyldeno-2,3-dihydro-1H-[1,3]diphosphole (BDF) derivatives have been theoretically tested for maximizing large δ andJ and minimizing the hyperfine coupling constant-A. Thus, the structures were optimized at the B3LYP/6-311G(d,p) level and showed much similarity with the experimental geometrical parameters. NMR spectroscopic parameters (δ and J) were calculated with six different DFT functionals. The method τ-HCTH/6-31G(2d) is in better agreement with the experimental data of 31P and 13C chemical shifts. While PCM-B3LYP/ccPVDZ shows a decrease on deviation between calculated and experimental values for P-P and P-C spin-spin constant coupling. The Surface Response technique was employed to rationalize how the hyperfine constant was altered with modification in chemical shifts and coupling constants values. From our findings, BDF-NO2 was the best candidate for NMR quantum computations (NMR-QC) among the studied series.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/12733
Publisher: Universidade Federal de Lavras
???metadata.dc.language???: por
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