ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐẶNG HỮU ĐỊNH

KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT PHI CỔ ĐIỂN VÀ
VẬN DỤNG CÁC TRẠNG THÁI PHI CỔ ĐIỂN
VÀO THÔNG TIN LƯỢNG TỬ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ

HUẾ - NĂM 2017


i

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐẶNG HỮU ĐỊNH

KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT PHI CỔ ĐIỂN VÀ
VẬN DỤNG CÁC TRẠNG THÁI PHI CỔ ĐIỂN
VÀO THÔNG TIN LƯỢNG TỬ

Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán
Mã số: 62 44 01 03

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ

Người hướng dẫn khoa học:

Trinh và Đặng Hoàng Tiên cùng gia đình đã chăm lo, giúp đỡ và chịu
khó khăn mọi bề để tôi tập trung nghiên cứu.


iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các
kết quả, số liệu, đồ thị được nêu trong luận án là trung thực và chưa
từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.
Tác giả luận án


iv

MỤC LỤC

Trang phụ bìa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

i

Lời cảm ơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ii

Lời cam đoan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

iii


15

1.1.3. Trạng thái kết hợp cặp . . . . . . . . . . . . . . . .

17

1.1.4. Trạng thái hai mode kết hợp điện tích chẵn và lẻ . .

18

1.1.5. Trạng thái con mèo kết cặp điện tích . . . . . . . . .

19

1.2. Một số tính chất phi cổ điển bậc cao của các trạng thái phi
cổ điển . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

1.2.1. Tính chất phản kết chùm bậc cao . . . . . . . . . .

20

1.2.2. Tính chất nén bậc cao hai mode . . . . . . . . . . .

22

1.2.3. Tính chất nén tổng hai mode . . . . . . . . . . . . .

23

35

1.5.2. Thiết bị dịch pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

1.5.3. Phương tiện chéo-Kerr phi tuyến . . . . . . . . . . .

37

1.5.4. Đầu dò quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

Chương 2: Các tính chất phi cổ điển bậc cao và mô hình
tạo trạng thái hai mode kết hợp điện tích chẵn và lẻ

39

2.1. Tính chất phản kết chùm bậc cao . . . . . . . . . . . . . .

40

2.1.1. Tính chất phản kết chùm bậc cao đơn mode . . . . .

40

2.1.2. Tính chất phản kết chùm bậc cao hai mode . . . . .

43


67

3.2. Các tính chất phi cổ điển của trạng thái con mèo kết cặp
phi tuyến điện tích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

71

3.2.1. Tính chất phản kết chùm bậc cao hai mode . . . . .

71


vi

3.2.2. Tính chất nén bậc cao hai mode . . . . . . . . . . .

73

3.2.3. Khảo sát tính chất đan rối . . . . . . . . . . . . . .

75

Chương 4: Viễn tải lượng tử sử dụng nguồn rối trạng thái
con mèo kết cặp điện tích và phi tuyến điện tích

78

4.1. Định lượng độ rối . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



Tên đầy đủ tiếng Anh

Tên đầy đủ tiếng Việt

BS

Beam Splitter

Thiết bị tách chùm

Charge Pair

Trạng thái con mèo kết

Cat State

cặp điện tích

CV

Continuous Variable

Biến liên tục

DV

Discrete Variable

Biến gián đoạn


Coherent State

điện tích chẵn

Two-Mode Even Nonlinear

Trạng thái hai mode kết hợp

Charge Coherent State

phi tuyến điện tích chẵn

Two-Mode Odd Charge

Trạng thái hai mode kết hợp

Coherent State

điện tích lẻ

Two-Mode Odd Nonlinear

Trạng thái hai mode kết hợp

Charge Coherent State

phi tuyến điện tích lẻ

CPCS

42

2.3 Sự phụ thuộc của hệ số phản kết chùm hai mode Aea,b (l) và
Aoa,b (l) vào |ξ| đối với TMECCS (a) và TMOCCS (b), cho
q = 0 và l = 1, 2, 3, 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

2.4 Sự phụ thuộc của hệ số phản kết chùm hai mode Aea,b (4) và
Aoa,b (4) vào |ξ| đối với TMECCS (a) và TMOCCS (b), cho
l = 4 và q = 0, 2, 4, 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

2.5 Sự phụ thuộc của tham số nén bậc cao hai mode Sab (2, ϕ)
vào |ξ| đối với TMECCS (đường liền nét) và TMOCCS
(đường đứt nét), cho q = 0. . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

2.6 Sự phụ thuộc của tham số nén bậc cao hai mode Sab (4, ϕ)
vào |ξ| đối với TMECCS (đường liền nét) và TMOCCS
(đường đứt nét), cho q = 0. . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

2.7 Sự phụ thuộc của tham số nén tổng hai mode Se vào |ξ| đối
với TMECCS, cho q = 2, 3, 4, 5 và cos[2(θ − ϕ)] = −1. . .

51

2.12 Xác suất Pe (a) và độ trung thực Fe (b) của mô hình
tạo TMECCS phụ thuộc vào r ≡ |ξ|, q = 0, τ = 10−3 và
|α| = 0.5 × 103 , 1 × 103 , 2 × 103 , 5 × 103 . . . . . . . . . . .

60

2.13 Xác suất Po (a) và độ trung thực Fo (b) của mô hình
tạo TMOCCS phụ thuộc vào r ≡ |ξ|, q = 0, τ = 10−3 và
|α| = 0.5 × 103 , 1 × 103 , 2 × 103 , 5 × 103 . . . . . . . . . . .

62

3.1 Sự phụ thuộc của hệ số phản kết chùm bậc cao hai mode
Aea,b (l, m) và Aoa,b (l, m) vào |ξ| đối với TMECCS (a) và
TMOCCS (b) khi chọn f1 (n) = 1; đối với TMENCCS (a) và
√
(1)
TMONCCS (b) khi chọn f2 (n) = n, f3 (n) = Ln (η 2 )/[(n+
(0)

1)Ln (η 2 )], f4 (n) = 1 − [s/(1 + n)], cho q = 0, l = 2, m =
2, η = 0.15 và s = 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72


x

3.2 Sự phụ thuộc của tham số nén bậc cao hai mode Sab (2, ϕ)
vào |ξ| đối với TMECCS (a) và TMOCCS (b) khi chọn


76

4.1 Sự phụ thuộc của entropy tuyến tính Me(o) vào |ξ| đối với
TMECCS (đường liền nét) và TMOCCS (đường đứt nét),
cho q = 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

81

4.2 Sự phụ thuộc của entropy tuyến tính Me và Mo vào |ξ| đối
với TMECCS (a) và TMOCCS (b), cho q = 0, 2, 4, 5. . . .

82

4.3 Sự phụ thuộc của entropy tuyến tính Me và Mo vào |ξ| đối
với TMECCS (a) và TMOCCS (b) khi chọn f1 (n) = 1; đối
với TMENCCS (a) và TMONCCS (b) khi chọn f2 (n) = 1−
√
[s/(1+n)], f3 (n) = µ + n, f4 (n) = L1n (η 2 )/[(1+n)Ln (η 2 )],
cho q = 0, η = 0.15, s = 1 và µ = 3. . . . . . . . . . . . . .

84


xi

4.4 Sự phụ thuộc của độ trung thực trung bình Fav vào |ξ| đối
với TMECCS (đường liền nét) và TMOCCS (đường đứt
nét), cho q = 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


với TMECCS (a) và TMOCCS (b), cho q = 0, 2, 4, 5, và
|α| = 0.5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

96

4.10 Sự phụ thuộc của độ trung thực trung bình Fav vào |ξ| đối
với TMECCS (a) và TMOCCS (b) khi chọn f1 (n) = 1; đối
với TMENCCS (a) và TMONCCS (b) khi chọn f2 (n) =
√
1 − [s/(1 + n)], f3 (n) = µ + n và f4 (n) = L1n (η 2 )/[(1 +
n)Ln (η 2 )], cho q = 0, η = 0.15, s = 1, |α| = 0.5 và µ = 3. .

98


Luận án đầy đủ ở file: Luận án full