Luận án tiến sĩ: Khám phá tính chất và ứng dụng của trạng thái phi cổ điển ba mode

• Tác giả: Trần Quang Đạt
• Người hướng dẫn: PGS. Trương Minh Đức
• Trường học: Đại học Huế - Trường Đại học Sư phạm
• Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán
• Đề tài: Nghiên cứu các tính chất và ứng dụng của một số trạng thái phi cổ điển ba mode
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Huế

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. 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. Trạng thái số hạt
• 1.4. Trạng thái kết hợp
• 1.5. Trạng thái kết hợp cặp
• 1.6. Trạng thái chân không nén hai mode
• 1.7. Trạng thái kết hợp bé ba
• 1.8. Các trạng thái thêm photon
• 1.9. Trạng thái kết hợp thêm photon
• 1.10. Một số trạng thái hai mode thêm photon
• 1.11. Một số tính chất của các trạng thái phi cổ điển
• 1.12. Tính chất nền tầng ba mode
• 1.13. Tính chất đan rối
• 1.14. Vi ôn tạp lỏng tơ trong thông tin lỏng tơ
• 1.15. Điều khiển vi ôn tạp lỏng tơ
• 1.16. Vi ôn tạp lỏng tơ của các trạng thái đan rối
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC TÍNH CHẤT PHI CỔ ĐIỂN CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI BA MODE MỚI
• 2.1. Trạng thái kết hợp bé ba thêm photon
• 2.2. Tính chất nền tầng ba mode
• 2.3. Tính chất đan rối
• 2.4. Trạng thái kết hợp bé ba chặng chất thêm photon
• 2.5. Tính chất nền tầng ba mode
• 2.6. Tính chất đan rối
• 3. CHƯƠNG 3: SỰ ĐÃ THỰC NGHIỆM TẠO RA CÁC TRẠNG THÁI BA MODE
• 3.1. Tạo ra trạng thái kết hợp bé ba
• 3.2. Tạo ra trạng thái kết hợp bé ba thêm photon
• 3.3. Tạo ra trạng thái kết hợp bé ba chặng chất thêm photon
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA CÁC TRẠNG THÁI PHI CỔ ĐIỂN TRONG THÔNG TIN LỎNG TƠ
• 4.1. Vi ôn tạp lỏng tơ với trạng thái chân không nén hai mode chặng chất thêm photon
• 4.2. Trạng thái chân không nén hai mode chặng chất thêm photon
• 4.3. Quá trình vi ôn tạp lỏng tơ
• 4.4. Vi ôn tạp lỏng tơ với trạng thái kết hợp cặp
• 4.5. Sơ đồ phương đo các thành phần biến để trùc giao
• 4.6. Sơ đồ phương đo tầng số hạt photon và hiệu pha
• 4.7. Vi ôn tạp lỏng tơ với trạng thái kết hợp bé ba thêm photon
• 4.8. Điều khiển vi ôn tạp lỏng tơ với trạng thái kết hợp bé ba thêm photon
• 4.9. Sơ đồ phương đo các thành phần biến để trùc giao
• 4.10. Sơ đồ phương đo tầng số hạt photon và hiệu pha
• KẾT LUẬN CHUNG
• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về luận án tiến sĩ

Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu tính chất và ứng dụng của trạng thái phi cổ điển ba mode trong lĩnh vực vật lý lượng tử. Luận án được thực hiện bởi Trần Quang Đạt tại Đại học Sư phạm Huế, dưới sự hướng dẫn của PGS. Trương Minh Đức và PGS. Nguyễn Bá Ân. Mục tiêu chính của luận án là khám phá các tính chất lượng tử và ứng dụng khoa học của các trạng thái phi cổ điển, đặc biệt là trạng thái phi cổ điển ba mode, nhằm đóng góp vào sự phát triển của công nghệ lượng tử và nghiên cứu vật lý lượng tử.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Luận án nhằm xây dựng lý thuyết về hai trạng thái phi cổ điển ba mode mới, cải thiện độ phi cổ điển so với trạng thái gốc. Đồng thời, đề xuất các sơ đồ thực nghiệm khả thi để tạo ra các trạng thái này, và ứng dụng chúng trong thông tin lượng tử. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: nghiên cứu tính chất vật lý của các trạng thái, đề xuất sơ đồ thực nghiệm, và phát triển các giao thức viễn tải lượng tử.

1.2. Phạm vi nghiên cứu

Luận án tập trung vào các trạng thái phi cổ điển trong phạm vi ba mode của trường điện từ. Các tính chất lượng tử được nghiên cứu bao gồm tính chất đan rối, tính chất nén, và tính chất âm của hàm Wigner. Các ứng dụng chủ yếu liên quan đến thông tin lượng tử và công nghệ lượng tử.

II. Tính chất của trạng thái phi cổ điển ba mode

Luận án đi sâu vào việc nghiên cứu các tính chất lượng tử của trạng thái phi cổ điển ba mode, bao gồm tính chất nén tổng ba mode và tính chất đan rối. Các trạng thái này được xây dựng bằng cách thêm photon vào trạng thái kết hợp bộ ba, giúp cải thiện độ phi cổ điển so với trạng thái gốc. Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các trạng thái mới có hàm Wigner âm, độ nén cao, và độ đan rối mạnh, mang lại nhiều ứng dụng tiềm năng trong khoa học lượng tử.

2.1. Tính chất nén tổng ba mode

Tính chất nén tổng ba mode là một trong những đặc điểm nổi bật của các trạng thái phi cổ điển ba mode. Luận án đã chứng minh rằng các trạng thái mới có độ nén cao hơn so với trạng thái kết hợp bộ ba, nhờ vào việc thêm photon. Điều này mở ra khả năng ứng dụng trong các thiết bị đo lường lượng tử với độ nhạy cao.

2.2. Tính chất đan rối

Tính chất đan rối của các trạng thái phi cổ điển ba mode được nghiên cứu kỹ lưỡng trong luận án. Các kết quả cho thấy độ đan rối của các trạng thái mới được cải thiện đáng kể, tạo điều kiện thuận lợi cho các ứng dụng trong thông tin lượng tử, như viễn tải lượng tử và mật mã lượng tử.

III. Ứng dụng của trạng thái phi cổ điển ba mode

Luận án đề xuất các ứng dụng khoa học và ứng dụng công nghệ của trạng thái phi cổ điển ba mode trong lĩnh vực thông tin lượng tử. Các giao thức viễn tải lượng tử và điều khiển viễn tải lượng tử được phát triển dựa trên các trạng thái này, với độ trung thực trung bình được cải thiện. Các kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng lớn của các trạng thái phi cổ điển trong việc xây dựng công nghệ lượng tử toàn cầu.

3.1. Viễn tải lượng tử

Luận án đưa ra các giao thức viễn tải lượng tử mới dựa trên trạng thái phi cổ điển ba mode. Các giao thức này cho phép truyền thông tin lượng tử với độ trung thực cao, mở ra khả năng ứng dụng trong các hệ thống mạng lượng tử và tính toán lượng tử.

3.2. Điều khiển viễn tải lượng tử

Điều khiển viễn tải lượng tử là một ứng dụng quan trọng khác của các trạng thái phi cổ điển ba mode. Luận án đề xuất các giao thức điều khiển viễn tải lượng tử với độ trung thực trung bình được cải thiện, nhờ vào việc sử dụng các trạng thái đan rối kiểu pha-số hạt.