Kuantum bilgi teknolojisinin en önemli araçlarından biri olan moleküler nükleer spin ağları, kuantum simülasyonu için idealdir. Bu sistemler oda sıcaklığında tutarlılıklarını korurken, kimyasal olarak programlanabilir skaler-bağlaşım Hamiltonlarına sahiptir.
Ancak bu umut verici teknolojinin önündeki en büyük engel, sistem başlatma problemi olmuştur. Geleneksel termal Boltzmann polarizasyonu, yüksek entropi içeren karışık durumlar üretir ve bu da kuantum hesaplamaları için uygun değildir.
Yeni araştırmada bilim insanları, bu soruna yaratıcı bir çözüm getirdi. Dünya'nın manyetik alanının altında (hipogeomaletik alanlarda) çalışan parahidrojen tabanlı SABRE (Tersine Çevrilebilir Değişim ile Sinyal Amplifikasyonu) yöntemini kullandılar.
Bu teknik, kimyasal olarak tasarlanmış 12-spinli [U-13C,15N]-bütironitril zincirinde uygulandığında etkileyici sonuçlar verdi. Sistem, karbon-13 ve nitrojen-15 için yüzde seviyesinde polarizasyon elde ederken, ağ boyunca dengesiz çoklu-spin düzenlemeleri oluşturdu.
Von Neumann entropi analizi, 0.52 mikroTesla optimal transfer alanında sistemin S/k = 8.274 değerine ulaşabildiğini gösterdi. Bu, polarize edilmemiş referans durumunun S/k = 8.318 değeriyle karşılaştırıldığında önemli bir iyileşme anlamına geliyor.