Luận án Nghiên cứu các tính chất và ứng dụng của một số trạng thái phi cổ điển ba mode

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI PHI CỔ ĐIỂN BA MODE

Ngành:

Vật lý

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung vào việc tăng cường độ phi cổ điển trong trạng thái kết hợp bộ ba nhằm nâng cao hiệu quả trong các nhiệm vụ lượng tử, dựa trên kỹ thuật thêm photon đã được nghiên cứu cho trạng thái đơn và hai mode. Nghiên cứu đã đạt được một số kết quả chính. Thứ nhất, luận án đã giới thiệu hai trạng thái phi cổ điển ba mode mới: trạng thái kết hợp bộ ba thêm photon và trạng thái kết hợp bộ ba chồng chất thêm photon. Qua khảo sát độ âm của hàm Wigner, độ nén tổng ba mode và độ đan rối, hai trạng thái mới này cho thấy độ phi cổ điển mạnh hơn đáng kể so với trạng thái kết hợp bộ ba, đặc biệt chúng bị đan rối hoàn toàn và độ đan rối cũng như độ nén được tăng cường khi số lượng photon thêm vào tăng lên. Thứ hai, luận án đề xuất ba sơ đồ thực nghiệm khả thi để tạo ra các trạng thái phi cổ điển ba mode bao gồm trạng thái kết hợp bộ ba, trạng thái kết hợp bộ ba thêm photon và trạng thái kết hợp bộ ba chồng chất thêm photon. Các sơ đồ này sử dụng thiết bị quang học hiện có, cho phép tạo ra các trạng thái có thể lan truyền tự do trong không gian mở với độ trung thực lên tới 100%. Thứ ba, luận án đã ứng dụng các trạng thái phi cổ điển này vào các nhiệm vụ thông tin lượng tử. Bằng cách mở rộng quá trình viễn tải lượng tử sang hệ ba mode với nguồn đan rối là trạng thái kết hợp bộ ba thêm photon, các kết quả cho thấy độ trung thực trung bình được tăng cường khi tăng độ đan rối của nguồn và số lượng photon thêm vào ba mode. Những kết quả này góp phần xây dựng nền tảng cho việc mở rộng nghiên cứu về tăng cường độ phi cổ điển và hoàn thiện các nhiệm vụ lượng tử trong các trường có nhiều mode hơn.

Mục lục chi tiết:

• PHẦN MỞ ĐẦU

  • 1. Lý do chọn đề tài
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu
  • 3. Nội dung nghiên cứu
  • 4. Phương pháp nghiên cứu
  • 5. Phạm vi nghiên cứu
  • 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
  • 7. Bố cục của luận án

• Chương 1 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT

  • 1.1. Các trạng thái phi cổ điển biến liên tục
  • 1.2. Một số trạng thái cơ bản của trường boson
  • 1.3. Các trạng thái thêm photon
  • 1.4. Một số tính chất của các trạng thái phi cổ điển
  • 1.5. Viễn tải lượng tử trong thông tin lượng tử

• Chương 2 - CÁC TÍNH CHẤT PHI CỔ ĐIỂN CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI BA MODE

  • 2.1. Trạng thái kết hợp bộ ba thêm photon
  • 2.1.1. Hàm Wigner
  • 2.1.2. Tính chất nén tổng ba mode
  • 2.1.3. Tính chất đan rối
  • 2.2. Trạng thái kết hợp bộ ba chồng chất thêm photon
  • 2.2.1. Hàm Wigner
  • 2.2.2. Tính chất nén tổng ba mode
  • 2.2.3. Tính chất đan rối

• Chương 3 - SƠ ĐỒ THỰC NGHIỆM TẠO CÁC TRẠNG THÁI BA MODE

  • 3.1. Tạo trạng thái kết hợp bộ ba
  • 3.2. Tạo trạng thái kết hợp bộ ba thêm photon
  • 3.3. Tạo trạng thái kết hợp bộ ba chồng chất thêm photon

• Chương 4 - ỨNG DỤNG CỦA CÁC TRẠNG THÁI PHI CỔ ĐIỂN TRONG THÔNG TIN LƯỢNG TỬ

  • 4.1. Viễn tải lượng tử với trạng thái chân không nén hai mode chồng chất thêm photon
  • 4.1.1. Trạng thái chân không nén hai mode chồng chất thêm photon
  • 4.1.2. Quá trình viễn tải lượng tử
  • 4.2. Viễn tải lượng tử với trạng thái kết hợp cặp
  • 4.2.1. Alice sử dụng phép đo các thành phần biên độ trực giao
  • 4.2.2. Alice sử dụng phép đo tổng số hạt photon và hiệu pha
  • 4.3. Viễn tải lượng tử với trạng thái kết hợp bộ ba thêm photon
  • 4.4. Điều khiển viễn tải lượng tử với trạng thái kết hợp bộ ba thêm photon
  • 4.4.1. Alice sử dụng phép đo các thành phần biên độ trực giao
  • 4.4.2. Alice sử dụng phép đo tổng số hạt photon và hiệu pha