El cristal ha sido desarrollado por investigadores MIRO en la Universidad de Santiago, y los avances en su caracterización han permitido conocer nuevos usos
Un equipo de investigadores MIRO logró identificar novedosos usos para el MIRO-101, el cristal óptico diseñado, sintetizado y caracterizado en diferentes laboratorios del Instituto Milenio de Investigación en Óptica.
Los avances fueron publicados en la revista Optics Express, bajo el nombre “Generación eficiente de fotones entrelazados por polarización en guías de onda de metal-organic framework”, en una investigación en la que participaron Felipe Herrera, Simón Paiva y Rubén Fritz, parte del grupo de MIRO en la Universidad de Santiago.
En dicho artículo, el equipo logró, a través de distintas simulaciones, demostrar la capacidad del cristal para generar fotones entrelazados de manera más eficiente que otros cristales utilizados en el mercado actual de la óptica, lo que posee un gran potencial en el campo de la óptica cuántica.
El descubrimiento permite pensar nuevas aplicaciones de comunicación y criptografía cuántica, áreas que dependen de la seguridad y la precisión de la generación de pares de fotones entrelazados. A diferencia de los cristales comunes, como PPKTP y BBO, los cristales metal-organic frameworks (MOFs), basados en zinc, presentan ventajas en eficiencia y durabilidad, lo que permitiría construir dispositivos más robustos y eficaces para aplicaciones cuánticas.
Según señala Felipe Herrera, quien lideró la investigación “encontramos por primera vez un conjunto de cristales MOF no porosos basados en zinc, que demostraron ser más eficientes para producir pares de fotones entrelazados en polarización. Este hallazgo pavimenta el trabajo experimental de ingeniería de cristales para óptica cuántica en espacio libre”, explicó el investigador.
Aplicaciones para tecnologías cuánticas
“Normalmente en la industria de óptica cuántica no se usan compuestos orgánicos debido a que sus enlaces químicos son fáciles de romper mediante láseres de alta potencia”, explica Simón Paiva, quien es el primer autor del paper. “Mediante este trabajo queremos introducir nuevos materiales para estas aplicaciones”, agrega.
Este trabajo también tiene implicancias prácticas en el desarrollo de dispositivos cuánticos de alta seguridad. Según señala Rubén Fritz; “los MOFs estudiados tienen potencial para ser utilizados en comunicación o criptografía cuántica, permitiendo crear dispositivos de alta seguridad para tareas como transacciones bancarias y comunicaciones privadas”. Asimismo, Fritz destacó que esta metodología puede extenderse a otros materiales, permitiendo estudios futuros en sensores químicos avanzados.
Tras esta publicación, los investigadores buscarán evaluar la capacidad de estos materiales para soportar condiciones de alta potencia, un aspecto relevante para su integración en dispositivos cuánticos prácticos. “Estudiaremos sus propiedades de conducción térmica para evaluar su uso con fuentes láser de alta potencia y expandiremos la investigación a otros metales de transición, como el cadmio, que podrían mostrar resultados similares”, agrega Herrera.
Para más información sobre este hallazgo y sus implicancias, puedes leer el artículo completo en Optics Express