O Oscilador Paramétrico Ótico (OPO) é formado por um cristal não-linear disposto no interior de uma cavidade ótica. Um laser potente bombeia o sistema. A não linearidade do cristal acopla o campo do bombeio a dois novos campos, sinal e complementar, dando origem, acima do limiar, a dois feixes coerentes com frequências próximas da metade da frequência do bombeio. O sistema clássico que descreve bem esta situação é o oscilador paramétrico, no qual uma força externa com o dobro da frequência do oscilador lhe fornece energia.

             O processo físico ocorrendo no interior da cavidade pode ser entendido, em escala fundamental, como a conversão de um fóton do feixe de bombeio em outros dois fótons: para haver conservação de energia, a soma das frequências dos fótons criados deve ser igual à frequência do fóton destruído.

             Por isso, o OPO produz feixes de luz com fortes correlações quânticas, que permitem, por exemplo, seu uso em esquemas de criptografia quântica ou teletransporte. Pela conservação de energia, a criação de um fóton no feixe sinal deve vir acompanhada necessariamente da criação de um fóton no modo complementar. Há, portanto, uma correlação perfeita no número de fótons presentes nos dois feixes (se pudéssemos medir todos os fótons produzidos sem perder nenhum). Além disso, a mesma lei de conservação leva à anti-correlação quântica de fases, o que acarreta no emaranhamento entre os feixes intensos, conforme demonstramos recentemente. Esta foi uma realização do paradoxo EPR para feixes intensos com frequências diferentes.

             A novidade deste sistema é que sinal e complementar possuem frequências óticas diferentes, podendo ser utilizados para comunicar sistemas quânticos com frequências de trabalho diferentes. Por exemplo, para emaranhar diversas espécies atômicas, ou conectar o estado quântico de átomos à luz acoplada a uma fibra ótica.

             Acima do limiar, surge mais um fato muito interessante: o emaranhamento não se restringe a sinal e complementar apenas, mas também ao bombeio: o OPO produz emaranhamento tripartite entre três cores diferentes. Isso amplia as possibilidades de uso deste sistema em comunicação quântica. Atualmente, buscamos medir o emaranhamento tripartite no OPO acima do limiar, conforme prevê a teoria.