La molécula del comunicador cuántico es aún más prometedora
Una molécula orgánica metálica sensible a la luz responde a la luz infrarroja, lo que apunta a su uso práctico en tecnologías cuánticas
Una familia de moléculas conocidas por captar los rayos y flexionarse. Así pues, resulta apropiado que este verano un equipo internacional que utiliza las propiedades pulsadas de los láseres ópticos ultrarrápidos y las fuentes de luz sincrotrón como PETRA III en DESY publique nuevos hallazgos sobre ellas. Se cree que esta familia de moléculas, de síntesis barata, son buenas candidatas para ser unidades de transferencia de información cuántica. Ya se sabía que las moléculas cambian de forma cuando se exponen a la luz visible. El equipo amplió su conocimiento de los compuestos reproduciendo su comportamiento en luz infrarroja, la forma de luz utilizada en fibra óptica y, por tanto, en aplicaciones. Los resultados, que amplían aún más la posibilidad de utilizar estas moléculas en tecnologías cuánticas, se publican en la revista Chemical Science de la Royal Society of Chemistry.
La información cuántica es una propiedad inherente a las partículas elementales. Esta información se presenta a través de una serie de características de la partícula, incluida la dirección del espín de una partícula. Estas características pueden transferirse a otras partículas. La molécula utilizada en este experimento es un compuesto sintético sensible a la luz basado en un anillo de dos iones de hierro y cuatro ligandos orgánicos. Los iones de hierro se encuentran normalmente en lo que se conoce como estado de bajo espín. Cuando los iones reciben información de espín de otra partícula, como una partícula de luz o fotón, pueden cambiar a un estado de espín alto. La conversión del estado de bajo espín al de alto espín provoca el movimiento de una gran sección orgánica de la molécula unida al ion. Este movimiento es producto de la traducción de la información cuántica, lo que significa que puede funcionar como una especie de interruptor molecular detallado, un componente potencialmente muy útil.
"Desde el punto de vista de los materiales, la molécula es muy barata, tanto como el plástico", explica la autora principal del estudio, Simone Techert, investigadora principal del DESY y profesora de la Universidad de Gotinga. "Sabíamos que respondía a la luz visible, pero nadie había confirmado que también pudiera responder a la luz infrarroja; aún era una cuestión completamente abierta". La luz infrarroja es importante porque en las tecnologías cuánticas se utiliza luz infrarroja pulsada a través de fibra óptica. Sin embargo, esto planteó un problema: la luz visible es más energética que la infrarroja, lo que significa que se necesitarían más fotones infrarrojos para iniciar el mismo efecto en los iones de hierro de la molécula. "Existía el peligro de que la luz infrarroja de mayor intensidad dañara la molécula", afirma Techert.
Techert y su equipo utilizaron la fuente de luz PETRA III y un láser infrarrojo para examinar en detalle la respuesta de la molécula. Mediante espectroscopia, el equipo pudo controlar la absorción de dos fotones en el ion hierro y el movimiento resultante del ligando. "La red de hierro funciona como un circuito en la molécula, en el que los iones de hierro 'hablan' a través de su espín", explica el primer autor, José Velázquez-García, postdoctorando en el grupo de Techert en el DESY. Y se trata de un intercambio específico de información cuántica que se ve alterado por la luz entrante, lo que significa que la molécula podría emitir muchas señales diferentes, no sólo un interruptor de encendido y apagado o incluso un interruptor de cuatro vías basado en los iones de hierro, sino una señal mucho más compleja y matizada". Las próximas pruebas analizarán más a fondo estos efectos cuánticos y harán que el entorno se parezca aún más a una situación de aplicación.
"Hemos demostrado que esta molécula puede transferir información cuántica de forma práctica", afirma Techert. "Algún día podría llegar algún ingenioso que pudiera convertirla en alguna parte de un ordenador cuántico, estoy seguro".
El equipo estaba formado por investigadores del DESY, la Universidad de Gotinga y su Centro de Investigación Colaborativa CRC1073 "Control a escala atómica de la conversión de energía", la Universidad de Hamburgo y su Cluster de Excelencia "CUI - Advanced Imaging of Matter", y la Universidad de Potsdam en Alemania, y el Laboratorio Nacional de Argonne en Estados Unidos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Jose de Jesus Velazquez-Garcia, Krishnayan Basuroy, Joanne Wong, Serhiy Demeshko, Franc Meyer, Insik Kim, Robert Henning, Yannic U. Staechelin, Holger Lange, Simone Techert; "Out-of-equilibrium dynamics of a grid-like Fe(
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