Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu các tính chất phi cổ điển, dò tìm đan rối và viễn tải lượng tử của một số trạng thái phi cổ điển mới

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ XUÂN HOÀI NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT PHI CỔ ĐIỂN, DÒ TÌM ĐAN RỐI VÀ VIỄN TẢI LƯỢNG TỬ CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI PHI CỔ ĐIỂN MỚI Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán Mã số: 62 44 01 03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HUẾ, 2016 1 M— †U 1. Lþ do chån • t i Khoa håc v• thæng tin l÷æng tß, mºt ng nh khoa håc mîi ÷æc ph¡t tri”n gƒn ¥y, ¢ cho th§y nhi•u ÷u i”m v÷æt trºi so vîi khoa håc v• thæng tin cŒ i”n ð måi ph÷ìng di»n. V‰ dö ti¶u bi”u câ th” k” ‚n l vi„n t£i l÷æng tß. Vi„n t£i l÷æng tß bi‚n li¶n töc ¢ ÷æc th‰ nghi»m th nh cæng, tuy nhi¶n º tin c“y ⁄t ÷æc t÷ìng Łi th§p m nguy¶n nh¥n ch‰nh l do nguçn rŁi t⁄o ÷æc câ º rŁi khæng cao. Gƒn ¥y, trong nghi¶n cøu v• c¡c tr⁄ng th¡i phi cŒ i”n nŒi l¶n mºt tr⁄ng th¡i ¡ng ÷æc quan t¥m, â l tr⁄ng th¡i th¶m photon. Ch¿ b‹ng c¡ch t¡c döng to¡n tß sinh photon v o tr⁄ng th¡i b§t ký s‡ bi‚n tr⁄ng th¡i â th nh phi cŒ i”n. i•u n y gæi ra mºt hy vång r‹ng vi»c t¡c döng to¡n tß sinh photon l¶n mºt tr⁄ng th¡i phi cŒ i”n câ th” l m t«ng møc º cıa c¡c hi»u øng phi cŒ i”n trong â câ hi»u øng an rŁi. â l lþ do chóng tæi nghi¶n cøu v• tr⁄ng th¡i n†n dàch chuy”n th¶m photon hai mode. Nh÷ nhœng g… mong æi, • t i ¢ ch¿ ra ÷æc r‹ng tr⁄ng th¡i n†n dàch chuy”n th¶m photon hai mode câ º phi cŒ i”n m⁄nh hìn v º rŁi ÷æc t«ng c÷íng so vîi tr⁄ng th¡i n†n, tł â • xu§t ÷æc mºt ph÷ìng ph¡p c£i thi»n º rŁi: t¡c döng mºt ho°c nhi•u lƒn to¡n tß sinh photon v o c£ hai mode cıa tr⁄ng th¡i câ º rŁi hœu h⁄n cho tr÷îc. 2. Möc ti¶u nghi¶n cøu Chøng minh t¡c döng t‰ch cüc cıa th¶m photon v o tr⁄ng th¡i n†n hai mode l t«ng º phi cŒ i”n v c£i thi»n º rŁi cıa tr⁄ng th¡i. çng thíi • xu§t c¡c sì ç thüc nghi»m ” th¶m photon v o tr⁄ng th¡i n†n dàch chuy”n hai mode v kh£o s¡t chi ti‚t mŁi li¶n h» giœa º tin c“y cıa tr⁄ng th¡i ÷æc t⁄o th nh v x¡c su§t th nh cæng. 2 3. Nºi dung nghi¶n cøu Nghi¶n cøu v• tr⁄ng th¡i n†n dàch chuy”n th¶m photon hai mode bao gçm t‰nh h m Wigner, • xu§t c¡c sì ç thüc nghi»m ” t⁄o tr⁄ng th¡i, kh£o s¡t c¡c t‰nh ch§t phi cŒ i”n trong â câ an rŁi v t‰nh º tin c“y trung b…nh cıa qu¡ tr…nh vi„n t£i l÷æng tß sß döng nguçn rŁi n†n dàch chuy”n th¶m photon hai mode. 4. Ph÷ìng ph¡p nghi¶n cøu • t i sß döng ph÷ìng ph¡p l÷æng tß hâa tr÷íng lƒn thø hai v thŁng k¶ l÷æng tß ” ÷a ra c¡c bi”u thøc gi£i t‰ch rçi sß döng ph÷ìng ph¡p t‰nh sŁ ” bi»n lu“n c¡c k‚t qu£ thu ÷æc. 5. Þ ngh¾a khoa håc v thüc ti„n cıa • t i • t i ¢ t…m ra c¡ch ” t«ng c÷íng º rŁi v c£i thi»n º tin c“y vi„n t£i, tł â gâp phƒn ph¡t tri”n lþ thuy‚t thæng tin l÷æng tß. Ngo i ra, k‚t qu£ cıa • t i cÆn câ vai trÆ ành h÷îng, cung c§p thæng tin cho v“t lþ thüc nghi»m trong vi»c dÆ t…m c¡c hi»u øng phi cŒ i”n v t⁄o ra c¡c tr⁄ng th¡i phi cŒ i”n. 6. C§u tróc cıa lu“n ¡n Ngo i c¡c phƒn mð ƒu, k‚t lu“n, danh möc c¡c h…nh v‡, danh möc c¡c cæng tr…nh cıa t¡c gi£ ÷æc sß döng trong lu“n ¡n, t i li»u tham kh£o v phö löc, nºi dung cıa lu“n ¡n ÷æc tr…nh b y trong 4 ch÷ìng. Ch÷ìng 1 tr…nh b y tŒng quan v• c¡c nghi¶n cøu li¶n quan ‚n • t i. Ch÷ìng 2 tr…nh b y nhœng nghi¶n cøu chung v• tr⁄ng th¡i n†n dàch chuy”n th¶m photon hai mode bao gçm t‰nh h m ph¥n bŁ Wigner v hai sì ç kh¡c nhau ” t⁄o tr⁄ng th¡i n†n dàch chuy”n th¶m photon hai mode. Ch÷ìng 3 tr…nh b y nhœng nghi¶n cøu v• c¡c t‰nh ch§t phi cŒ i”n cıa tr⁄ng th¡i n†n dàch chuy”n th¶m photon hai mode bao gçm n†n tŒng, n†n hi»u, ph£n k‚t chòm v an rŁi. Ch÷ìng 4 tr…nh 3 b y nghi¶n cøu v• qu¡ tr…nh vi„n t£i l÷æng tß sß döng nguçn rŁi n†n dàch chuy”n th¶m photon hai mode. Ch÷ìng 1 T˚NG QUAN V— TR„NG THI PHI C˚ IšN, TI–U CHU‰N D` TœM AN R¨I V€ VI™N TƒI L×ÑNG TÛ 1.1 Tr⁄ng th¡i phi cŒ i”n 1.1.1 Tr⁄ng th¡i k‚t hæp - ành ngh¾a tr⁄ng th¡i phi cŒ i”n Tr⁄ng th¡i k‚t hæp, kþ hi»u ji, l tr⁄ng th¡i ÷æc t⁄o th nh b‹ng c¡ch t¡c döng to¡n tß dàch chuy”n D() = exp(a^y a^) l¶n tr⁄ng th¡i ch¥n khæng ji = D()j0i; trong â = jjei’a. Tr⁄ng th¡i k‚t hæp ÷æc xem l (1.4) ranh giîi giœa cŒ i”n v phi cŒ i”n ” tł â ÷a ra ành ngh¾a v• c¡c tr⁄ng th¡i phi cŒ i”n. 1.1.2 Tr⁄ng th¡i n†n Trong tr÷íng hæp hai mode, tr⁄ng th¡i n†n ÷æc t⁄o th nh bði t¡c döng cıa to¡n tß n†n hai mode Sab(s) = exp(sab sayby) trong â s = rei. V‰ dö, tr⁄ng th¡i ch¥n khæng n†n câ d⁄ng X jsiab = Sab(s)j00iab = coshr n=0( tanhrexp(i)) jniajnib: (1.17) ¥y l tr⁄ng th¡i an rŁi vîi º rŁi ho n h£o khi tham sŁ n†n r b‹ng 1. Mæ phäng thüc nghi»m cıa to¡n tß n†n hai mode l bº chuy”n Œi tham sŁ khæng suy bi‚n. 4 1.1.3 Tr⁄ng th¡i k‚t hæp th¶m photon Tr⁄ng th¡i k‚t hæp th¶m photon ÷æc ành ngh¾a bði j;mi = phja^ jai ji: (1.18) ¥y l tr⁄ng th¡i phi cŒ i”n th” hi»n çng thíi hi»u øng n†n v sub-Poisson. Hìn nœa, c£ hai hi»u øng n y s‡ t«ng v• c÷íng º n‚u sŁ photon ÷æc th¶m v o nhi•u hìn. 1.2 Ti¶u chu`n dÆ t…m an rŁi 1.2.1 Ph÷ìng ph¡p ành l÷æng º rŁi Vîi tr⁄ng th¡i hai th nh phƒn thuƒn, º rŁi ÷æc x¡c ành thæng qua vi»c kh£o s¡t entropy von Neumann. Trong tr÷íng hæp khæng t…m ÷æc entropy von Neumann, º rŁi câ th” ÷æc so s¡nh qua mºt ⁄i l÷æng câ t¶n gåi entropy tuy‚n t‰nh ÷æc ành ngh¾a bði L(^A) = 1 TrA2 ; (1.24) trong â ^A = TrBAB l mºt ma tr“n m“t º rót gån cıa ^AB. Mºt tr⁄ng th¡i s‡ rŁi n‚u L > 0 v giîi h⁄n tr¶n L = 1 øng vîi tr⁄ng th¡i an rŁi ho n h£o. 1.2.2 Ti¶u chu`n an rŁi Shchukin-Vogel Tr¶n cì sð ti¶u chu`n chuy”n và ri¶ng, Shchukin v Vogel ¢ ÷a ra mºt ti¶u chu`n an rŁi kh¡ m⁄nh. Theo ti¶u chu`n n y, mºt tr⁄ng th¡i ÷æc gåi l rŁi n‚u tçn t⁄i mºt ành thøc con ¥m b§t ký trong 1 ha^i ha^yi hbyi ::: hayi hayai hay2i haybyi ::: DN = ha^i ha^2i ha^a^yi ha^byi :::: (1.36) hbi ha^bi ha^ybi hbybi ::: ::: ::: ::: ::: ::: ... - tailieumienphi.vn