TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
118
ĐỊNH LƯỢNG ĐỘ RỐI VÀ VIỄN TẢI LƯỢNG TỬ
VỚI TRẠNG THÁI THÊM HAI VÀ BỚT MỘT PHOTON
LÊN HAI MODE KẾT HỢP LẺ
Nguyễn Thị Lương Oanh1
Trương Minh Đức1
Trần Quang Đạt2
TÓM TẮT
Trong bài báo này, chúng tôi định lượng độ rối và viễn tải lượng tử của trạng
thái thêm hai và bớt một photon lên hai mode kết hợp lẻ. Để khảo sát tính đan rối
của trạng thái thêm hai và bớt một photon lên hai mode kết hợp lẻ, chúng tôi s
15 trang |
Chia sẻ: huong20 | Ngày: 18/01/2022 | Lượt xem: 374 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Định lượng độ rối và viễn tải lượng tử với trạng thái thêm hai và bớt một photon lên hai mode kết hợp lẻ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ử dụng
tiêu chuẩn Hillery-Zubairy bậc cao và tiêu chuẩn Concurrence. Kết quả đây là một
trạng thái đan rối mạnh nếu ta chọn các tham số thích hợp. Sau đó, chúng tôi viễn
tải lượng tử với trạng thái thêm hai và bớt một photon lên hai mode kết hợp lẻ và
thông qua độ trung thực trung bình, chúng tôi thấy rằng quá trình viễn tải là thành
công khi chọn các tham số phù hợp và độ trung thực trung bình của quá trình viễn
tải nằm trong khoảng từ 0.5 1Fav .
Từ khóa: Tiêu chuẩn đan rối Hillery – Zubairy bậc cao, tiêu chuẩn
Concurrence, quá trình viễn tải lượng tử, độ trung thực trung bình
1. Giới thiệu
Từ hệ thức bất định Heisenberg,
Glauber [1] và SudarShan [2] đưa ra
trạng thái kết hợp vào năm 1963,
đây là trạng thái tương ứng với thăng
giáng lượng tử nhỏ nhất. Vào năm
1991, Agarwal và Tara đã đề xuất ý
tưởng về trạng thái kết hợp thêm photon [3]
và cũng đã chứng minh được đây là một
trạng thái phi cổ điển. Một phương
pháp quan trọng để tạo ra một trạng thái
phi cổ điển mới đó là thêm và bớt
photon vào một trạng thái vật lý. Các
trạng thái phi cổ điển có vai trò quan
trọng trong việc mở ra những ứng dụng
mới trong kỹ thuật, công nghệ thông tin
lượng tử. Trạng thái thêm hai và bớt
một photon lên hai mode kết hợp lẻ
được viết như sau:
2, ˆˆ ,( )ab a b a bN a b
(1)
với N là hệ số chuẩn hóa
1Trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế
Email: tmduc2009@gmail.com
2 Trường Đại học Giao thông vận tải –
Phân hiệu tại TP. Hồ Chí Minh
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
119
2 4 2 42 2
2* *2 2 2 * *2 1/2
{4 5 2Re[ ] 5
2Re[5 2] ( )} ,
N
exp
(2)
†aˆ là toán tử sinh đối với mode a, bˆ là toán tử hủy đối với mode b.
Tác giả Nguyễn Vũ Thụy [4] đã
nghiên cứu các tính chất phi cổ điển của
trạng thái thêm hai và bớt một photon
lên hai mode kết hợp lẻ. Quá trình viễn
tải lượng tử đối với họ các trạng thái kết
hợp SU(2) đã được nghiên cứu trong [5]
và kết hợp SU(2) thêm hai photon đã
được khảo sát trong [6]. Tuy nhiên, việc
định lượng độ rối và viễn tải lượng tử
với trạng thái thêm hai và bớt một
photon lên hai mode kết hợp lẻ vẫn
chưa được đề cập đến. Vì vậy, trong bài
báo này chúng tôi tiến hành định lượng
độ rối và viễn tải lượng tử với trạng thái
thêm hai và bớt một photon lên hai
mode kết hợp lẻ.
2. Định lượng độ rối của trạng
thái thêm hai và bớt một photon lên
hai mode kết hợp lẻ
2.1. Định lượng độ rối bằng tiêu
chuẩn đan rối Hillery-Zubairy bậc cao
Bằng cách kiểm tra phương sai tích
các toán tử sinh và hủy trong các mode
mà Hillery và Zubairy [7] đưa ra một
lớp các bất đẳng thức mà trong đó sự vi
phạm của chúng chỉ ra sự đan rối trong
hệ hai mode. Điều kiện đan rối bậc cao
được cho bởi bất đẳng thức:
† 2† †ˆ ˆ ˆˆ ˆ ˆ .m m n n m na a b b a b (3)
Để thuận tiện cho khảo sát chúng tôi đưa vào tham số đan rối RH dưới dạng:
† †
2
†ˆ ˆ ˆˆ ˆ ˆ .pH
l l p l pR a a b b a b (4)
Một trạng thái bất kỳ được xem là
trạng thái đan rối nếu 0HR , ngược
lại nếu giá trị 0HR thì trạng thái đó
không đan rối và HR càng âm thì mức
độ đan rối càng tăng. Đối với trạng thái
thêm hai và bớt một photon lên hai mode
kết hợp lẻ thì HR có dạng như sau:
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
120
2 2 2 2 1 22
2 1 2 2 2 2 2 123 2
2 2 1 2 2 2 *2 *
2 2 1 2 2 2 2 22
2 1 2 2 12 3
2 2 2 2 2 1 222
4 1 6 6 2
4 1
2 1
2 1 [
4 1 6 6 2 4
1 ( 2
l l l
H
l l p l p
l l l p
l l l p l
l l l
l p l p l
R N l l l
l l l
l l l
l l l
l l l l
l l
2 1
2 2 2 2 2 1* *2
2 2 2 * 2 22
* 1 1 * 1 12 * 3
2 * 2 2 * 2 * 1 12 *
2 * 1 2 * 1 1* *
* 2
1 2
1
4 1 6 6 2 4
1 ( 2
1 ( 2
1
(
l
l p l l
l p l l
l l l ll l
l l l l lp p l
l p l l ll p l
l l
l
l l l
l l
l l l l
l l l
l l l
l l
1 * 1 1* *
2 * 2 1 * 1 2 *
21 * 1 2 * 23 2 *
* 2 * 1 1 2 * 1*
2 * 1 1 * 2 1* *
2* 1 1*
4 1 6 6 2
4 1
2 1
2 1
exp
p p pp l l
l l l l l l
l l l l p p
l l l l pl l p
l l l l pl l p
p pl l
l l l
l l l
l l l
l l l
N
2 4 2 2 *
*( 2) * 2 * *( 1) *( 2) ( 1)
4 2* * ( 1) 2 *
2 * *( 1) *( 2) ( 1) *( 2) *
* * ( 1) *( 2)
([ 2 2 3 2 ]
2 ( 1)
2( 2) ( 3 2)
2 ( 1)
) (
l p
l p l l l p
l p l p
l l l p l p
l p l
l l l
l l l
l l l
l l l
2 *( 1) 2 *
2 * *( 1) *( 2) ( 1) *( 2) *
* * ( 1) 2 *( 2) *( 1) 2 *
* 2 *( 1) *( 2) ( 1) *( 2) *
*
2( 2) ( 3 2)
2 ( 1)
2( 2) ( 3 2)
2 ( 1)
l l p
l l l p l p
l p l l l p
l l l p l p
l l l
l l l
l l l
l l l
2* ( 1) )}exp( )l p
(5)
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
121
2 4 2 2 *
*2 * ( 1) ( 2) *( 1) ( 2) *
4 2*( 1) 2 *
*2 * ( 1) ( 2) *( 1) ( 2) *
*( 1) *2 ( 2)
([ 2 2 3 2 ]
2 ( 1)
2( 2) ( 3 2)
2 ( 1)
) (
l p
l l l p l p
l p l p
l l l p l p
l p l
N l l l
l l l
l l l
l l l
* ( 1) 2 *
*2 * ( 1) ( 2) *( 1) ( 2) *
*( 1) *2 ( 2) * ( 1) 2 *
*2 * ( 1) ( 2) *( 1) ( 2) *
*(
2( 2) ( 3 2)
2 ( 1)
2( 2) ( 3 2)
2 ( 1)
l l p
l l l p l p
l p l l l p
l l l p l p
l p
l l l
l l l
l l l
l l l
21) )}exp( ).
Để thuận tiện cho việc khảo sát
quá trình đan rối, chúng tôi chọn các
thông số exp( )a ar i ,
exp( )b br i và khảo sát biểu
thức (5) theo biên độ br và pha dao
động b với điều kiện khảo sát là
0 0.5br , 2a b và
2
b
.
Kết quả khảo sát tính đan rối của trạng
thái thêm hai và bớt một photon lên
hai mode kết hợp lẻ được thể hiện qua
các đồ thị hình 1, hình 2.
Hình 1: Khảo sát sự phụ thuộc của tham số RH(2,2) vào biên độ kết hợp rb trong các
trường hợp ra=rb (đường (1)), ra=1,5rb(đường (2)) và ra=2rb(đường (3))
(1)
(2)
(3)
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
122
Hình 2: Khảo sát sự phụ thuộc của tham số RH(4,4) vào biên độ kết hợp rb trong các
trường hợp ra=rb (đường (1)), ra=1,5rb(đường (2)) và ra=2rb(đường (3))
Từ các đồ thị trên, với các tham số
chọn thích hợp thì giá trị của RH luôn
luôn âm, tức là trạng thái thêm hai và
bớt một photon lên hai mode kết hợp lẻ
hoàn toàn đan rối theo tiêu chuẩn
Hillery và Zubairy bậc cao. Khi biên độ
kết hợp r càng lớn thì RH càng âm, tức
là khả năng đan rối càng mạnh.
2.1. Định lượng độ rối bằng tiêu
chuẩn Concurrence
Để định lượng độ rối cho trạng thái
thêm hai và bớt một photon lên hai mde
kết hợp lẻ, ngoài tiêu chuẩn Hillery
Zubairy bậc cao, ta còn có thể sử dụng
tiêu chuẩn Concurrence để định lượng
độ rối.
Cho trạng thái hai mode a và b
( ,
ab a b a b
N (6)
trong đó N là hệ số chuẩn hoá, ,
là số phức, ,
a a
và ,
b b
là
các trạng thái đã được chuẩn hóa của
hai mode a và b. Độ đồng quy được
định nghĩa như sau:
2 2
1 2
2 2 * *
1 2
2 (1 )(1 )
,
2Re[ ]
P P
C
p p
(7)
trong đó 1 |a aP và 2 |b bP .
Trạng thái
ab
là đan rối nếu C > 0 và cực đại nếu C = 1.
Trạng thái thêm hai và bớt một photon lên hai mode kết hợp lẻ có dạng:
(3)
(2)
(1)
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
123
2,
2 2
,
ˆˆ( )
ˆ ˆ [( ) ( ) ].
ab a b a b
a b a b
N a b
N a a
(8)
Đặt
2
1
1
ˆ( )
a a
a
N
và 2
2
1
ˆ( )
a a
a
N
, (9)
vớiN1, N2 là hệ số chuẩn hóa của
a
và
a
.
Áp dụng điều kiện chuẩn hóa:
4 2 22 * *2
1
4 2 22 * *2
2
| 1 4 2
| 1 4
,
.2
a a
a a
N
N
(10)
Từ (8) ta viết lại lại trạng thái thêm hai và bớt một photon lên hai mode kết hợp lẻ:
1 2( .ab a b a bN N N
Vậy (11) có dạng tương tự (6), ta rút được 1 2,N N .
Khi đó độ đồng quy với:
*2 2 * 2 * *2 *
1
*
1 2
| ( 4 2),a a
x
P
N N
22 2* *
2 2| .b bP P x x xx e x
Thay (12), (13) vào (7) ta được:
2
2*2 2 * 2 * *2 * 2
1 2 *
1 2
2
* *2 2 * 2 * *2 *
1 2 1 2 *
1 2
2 [1 ( 4 2) ](1 )
2 Re[ ( 4 2)]
x
N N x
N N
C
x
N N N N
N N
Xét α, β thực, ta viết lại C như sau:
2
2 2 2 2 2 2
1 2
1 2
2 2 2 2 2
1 2
2 [1 ( 5 2) ](1 )
.
2 ( 5 2)
x
N N x
N N
C
N N x
Kết quả khảo sát tính đan rối của
trạng thái thêm hai và bớt một photon
lên hai mode kết hợp được cho bởi đồ
thị sau:
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
124
Hình 4: Khảo sát sự phụ thuộc của tham số M vào biên độ kết hợp rb trong các
trường hợp ra=2rb (đường (3)), ra=4rb(đường (1)) và ra=6rb (đường (2))
Kết quả hình 4 cho thấy tham số C
nằm trong khoảng từ 0 đến 1 nên trạng
thái thêm hai và bớt một photon lên hai
mode kết hợp lẻ là trạng thái đan rối.
Như vậy, trạng thái thêm hai và bớt
một photon lên hai mode kết hợp hoàn
toàn bị đan rối theo điều kiện đan rối
Hillery - Zubairy bậc cao và tiêu chuẩn
Concurrence khi ta chọn các điều kiện
thích hợp.
3. Quá trình viễn tải lượng tử với
trạng thái thêm hai và bớt một
photon lên hai mode kết hợp lẻ
3.1. Khảo sát quá trình viễn tải
lượng tử với trạng thái thêm hai và bớt
một photon lên hai mode kết hợp lẻ
Trạng thái thêm hai và bớt một
photon lên hai mode kết hợp lẻ là một
trạng thái đan rối, do đó chúng tôi sử
dụng trạng thái này làm nguồn rối để
tiến hành viễn tải một trạng thái kết
hợp. Trạng thái thêm hai và bớt một
photon lên hai mode kết hợp lẻ được
biểu diễn theo trạng thái Fock có dạng:
22
,
, 0
exp
2 ! !
( 1)( 2) 2, , 1
( 1)( 2) 2, , 1
n m
ab
n m
ab ab
ab ab
N
n m
n n n m m n m
m m m n n m n
(16)
Theo mô hình viễn tải của Agarwal
và Gábris, bên gởi thông tin là Jane và
bên nhận thông tin là Tom. Trạng thái
thêm hai và bớt một photon lên hai
mode kết hợp có hai mode avà b, trong
đó mode a được đưa tới Jane và mode b
được đưa tới Tom, trạng thái được viễn
tải là trạng thái kết hợp
c
tương ứng
(1)
(2)
(3)
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
125
với mode c được đưa vào Jane.Tại nơi
gửi thông tin, đầu tiên Jane sẽ thực hiện
việc tổ hợp trạng thái
c
và
ab
trở
thành một trạng thái ba mode có dạng:
22
,
, 0
exp
2 ! !
( 1)( 2) 2, , 1
( 1)( 2) 2, , 1
n m
abc
n m
ab c ab c
ab c ab c
N
n m
n n n m m n m
m m m n n m n
(17)
Tiếp theo, Jane dùng phép đo Bell
tổ hợp trên hai mode a và c để đo thông
tin về mức độ đan rối giữa
c
và
ab
dựa trên hai mode a và c. Phép
đo này hình thành nên một trạng thái rối
phức hợp, chính là trạng thái Bell.
Trạng thái Bell được biểu diễn qua
trạng thái Fock như sau:
0
2 ˆ( , ) (2 ) , .cca ac
k
B X P D A k k
(18)
Khi phép đo tổ hợp hoàn thành,
trạng thái này sụp đổ. Do Jane và Tom
cùng chia sẻ trạng thái rối nên Tom có
trạng thái sau:
22
,
2* *
, 0
2
2
exp
2
1
exp exp 2
2! !
1
2 2
1 .
! !
B
n m
n m
n n
b b
N
A A A
n m
m
A m A m
n n
(19)
Bây giờ, bên Tom tồn tại trạng
thái ứng với mode b chứa các thông
tin về mode c. Tom sẽ thực hiện phép
dịch chuyển ˆ ( 2 )D g A để xây dựng lại
trạng thái được viễn tải ban đầu
c
,
với glà hệ số điều khiển mà Tom dùng
để hoàn thiện độ trung thực của quá
trình viễn tải. Trạng thái cuối cùng thu
được trong quá trình viễn tải sẽ là:
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
126
22
,
, 0
2* *
2
2
2
exp
2 ! !
1
exp exp 2
2
1 ˆ2 ( 2 )
!
ˆ2 ( 2 ) 1
!
1 ˆ2 ( 2 )
!
ˆ2 ( 2 )
1 ].
!
n m
out
n m
n
b
n
b
m
b
m
b
N
n m
A A A
A D g A m
n
m
A D g A m
n
A D g A n
m
n
A D g A n
m
(20)
Đến thời điểm này, quá trình viễn tải
đã hoàn thành và để đánh giá mức độ thành
công của quá trình viễn tải chúng ta phải
dựa vào độ trung thực trung bình avF .
3.2. Độ trung thực trung bình avF
Độ trung thực trung bình avF được
dùng để xác định sự thành công của quá
trình viễn tải. Quá trình viễn tải là thành
công nếu 0.5 1Fav . Một quá trình
viễn tải được đánh giá là hoàn hảo nếu
đạt được 1avF . Độ trung thực trung
bình trong quá trình viễn tải được xác
định như sau:
2
2 .av in outF d A (21)
Để xác định avF ta tính:
22
2* *
,
2* *
, 0
12 * * * *
2 *
2 1
exp exp exp 2
2 2
1
exp exp 2
2 ! !
2 2
2
2
2
in out
n m
n m
m mn n
m
N A A A
g A A g A
n m
A g A m A g A
A
1
* * *2 2 2 ]
n nm
g A n A g A
(22)
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
127
Thay (23) vào (22) ta thu được độ trung thực trung bình như sau:
2 2 2 22
,
* *
2 2
, , , 0
22 * * * *
2 1* * * *
22 * * * *
4
exp
exp 2 2
! ! ! !
2 2 2 2
2 2 2 2
2
2
2 2
av in out
n m l p
n m l p
m ln p
m ln p
m pn l
F d A N
A g A
n m l p
A g A A g A
p A g A A g A
A g A A g A
l
2 1* * * *
1 2
* * * *
1 1* * * *
1 2
* * * *
1 1* * * *
22 * * * *
2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2
m pn l
m ln p
m ln p
m pn l
m pn l
n lm p
m
A g A A g A
m A g A A g A
mp A g A A g A
m A g A A g A
ml A g A A g A
A g A A g A
p A
1* * * *2 2 2
n l p
g A A g A
22 * * * *
2 1* * * *
1 2
* * * *
1 1* * * *
1 2
* * * *
1 1* * * * 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2 .
n pm l
n pm l
n lm p
n lm p
n pm l
n pm l
A g A A g A
l A g A A g A
n A g A A g A
np A g A A g A
n A g A A g A
nl A g A A g A d A
(23)
Biểu thức (19) cho biết độ trung
thực trung bình dưới dạng tổng quát,
với g là hệ số điều khiển Tom dùng để
hoàn thiện độ trung thực của quá trình
viễn tải, nên ta có thể chọn g để điều
khiển độ trung thực trung bình. Chọn
trường hợp g = 0 và thực hiện các bước
biến đổi, ta thu được biểu thức độ trung
thực trung bình có dạng:
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
128
2
2 2 2,
* *
2
, , , 0
22 * * *
2 * * * 1
22 * * *
2 * * * 1
2
* * * 1
exp exp
exp 2
! ! ! !
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
av
n m l p
n m l p
ln m p
ln m p
pn m l
pn m l
ln pm
N
F
A
n m l p
A A
p A A
A A
l A A
m A A
m
1* * * 1
2
* * * 1
1* * * 1
2 2
2 2
2 2
ln pm
pn lm
pn lm
p A A
m A A
ml A A
(24)
22 * * *
2 * * * 1
22 * * *
2 * * * 1
2 1
* * *
1 1* * *
2 1
* * *
1 1* * * 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2 2
l nm p
l nm p
p nm l
p nm l
l nm p
l nm p
p nm l
p nm l
A A
p A A
A A
l A A
n A A
np A A
n A A
nl A A d A
Thực hiện các phép biến đổi ta thu được:
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
129
2 2 2 2
,
2 * *
, , 0
* *
* *
, , 0
* *
exp exp
1)( 2
! ! !
1)( 2
! ! !
1)( 2
! ! !
1)( 2
! ! !
av
n m p m p
n m p
n m m p n p
n l m n m l
n m l
n l m m n l
F N
n n
n m p
m m
n m p
n n
n m l
m m
n m l
2 2 21 1* * * *
, 0 1
1 1* 2 * * 2 *
, 0 1
12 2 * *
, 0 1
! !( 1)! ! !( 1)!
! !( 1)! ! !( 1)!
( 1)! ! !
n n mp pm p m m p n
n m p
n l n ll lm n m m m n
n m l
ml lm p p
l p m
n m p n m p
n m l n m l
m l p
12 * *
( 1)! ! !
mp m p l
m l p
1 1
2 * * 2 * *
, 0 1
12 1* *
0 , 1
1 1* *
0 , 1
1 1* *
( 1)! ! ! ( 1)! ! !
!( 1)!( 1)!
( 1)! !( 1)!
( 1)! !( 1)!
n nn l n lp p l l p p
l p n
mn pm p
n m p
nn m pm p
m n p
nn l lm n
n l p n l p
n m p
n m p
n m l
0 , 1
1 1* *
0 , 1
}
( 1)! !( 1)!
m n l
mn l lm m
n m l n m l
(25)
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
130
Để thuận lợi cho việc khảo sát,
chúng ta sẽ khảo sát và theo
với k , từ đó độ trung
thực trung bình được viết lại dưới dạng:
2 22 2
2 2 2
, , 0
2
2
, , 0
2
2
exp( 2 )
| | ( | |)
2 ( 1)
! ! !
| | ( | |)
( 2)( 1)
! ! !
| | ( | |)
2 ( 1)
! ! !
| | ( | |)
( 2)( 1)
! ! !
| |
{ [
]
[
]
av
n m p
n m p
n m m n p
n l m n l
n m l
n l n m l
F N k
k
n n
n m p
k
m m
n m p
k
m m
n m l
k
n n
n m l
2 2 2 1 2 2 1
, 0 1
2 1 2 1
, 0 1
2 2 2 2 1 2
( | |) | | ( | |)
! !( 1)! ! !( 1)!
| | ( | |) | | ( | |)
! !( 1)! ! !( 1)!
| | ( | |) | | ( |
( 1)! ! !
n m p n m n m p
n m p
n l n m l n l n m l
n m l
l m p l p
k k
n m p n m p
k k
n m l n m l
k k
m l p
2 1
, 0 1
|)
( 1)! ! !
m l p
l p m m l p
2 1 2 1
, 0 1
2 2 2 2 2 2
0 , 1 0 , 1
2 2
| | ( | |) | | ( | |)
( 1)! ! ! ( 1)! ! !
| | ( | |) | | ( | |)
( 1)! !( 1)! !( 1)!( 1)!
| | ( | |)
( 1)!
n l n l p n l n l p
l p n
n m p n m n m p
n m p m n p
n l n m l
k k
n l p n l p
k k
m n p m n p
k
n m
2 2
0 , 1 0 , 1
| | ( | |)
}
!( 1)! !( 1)!( 1)!
n l n m l
m n l n m l
k
l n m l
(26)
Chúng tôi khảo sát sự phụ thuộc
của avF vào biên độ kết hợp theo
biểu thức (22) để đánh giá về quá trình
viễn tải lượng tử với nguồn rối là trạng
thái thêm hai và bớt một photon lên hai
mode kết hợp. Kết quả khảo sát được
thể hiện trên hình sau:
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
131
Hình 5: Sự phụ thuộc của độ trung thực trung bình avF vào biên độ kết hợp với
các giá trị k=1.4 ứng với đường (2); k=1.2 ứng với đường (3); k=1 ứng với đường (1)
Từ đồ thị hình 5 cho ta thấy rằng
kết quả của quá trình viễn tải là thành
công, giá trị của độ trung thực trung
bình Fav nằm trong khoảng từ 0.5 đến 1.
4. Kết luận
Trong bài báo này, chúng tôi sử
dụng tiêu chuẩn đan rối Hillery-
Zubairy bậc cao và tiêu chuẩn
Concurrence để khảo sát tính đan rối
của trạng thái thêm hai và bớt một
photon lên hai mode kết hợp lẻ và sử
dụng trạng thái này làm nguồn rối để
thực hiện viễn tải lượng tử. Kết quả cho
thấy: Thứ nhất, trạng thái thêm hai và
bớt một photon lên hai mode kết hợp lẻ
là một trạng thái đan rối theo tiêu chuẩn
Hillery-Zubairy bậc cao và tiêu chuẩn
Concurrence. Khi xác định các tham số
trạng thái phù hợp thì trạng thái này là
một trạng thái đan rối hoàn toàn và có
thể sử dụng chúng như là một nguồn tài
nguyên đan rối để viễn tải lượng tử.
Thứ hai, chúng tôi đã thực hiện quá
trình viễn tải lượng tử một trạng thái kết
hợp với nguồn rối là trạng thái thêm hai
và bớt một photon lên hai mode kết hợp
lẻ và đánh giá sự thành công của quá
trình viễn tải thông qua độ trung thực
trung bình của quá trình viễn tải. Kết
quả cho thấy quá trình viễn tải là thành
công, độ trung thực trung bình của quá
trình viễn tải nằm trong khoảng
$0.5<F_{av}\leq 1$ với trạng thái có
biên độ bé. Tuy nhiên, độ trung thực
của quá trình viễn tải là chưa ổn định và
phụ thuộc vào các tham số đưa vào, độ
trung thực trung bình tiến gần đến 1 khi
chọn các giá trị tham số k .
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Glauber. R. J. (1963), Phys. Rev. Lett, 131, 2766
2. Sudarshan. E. C. G. (1963), Phys. Rev. Lett, 10, 277
3. Agarwal. G. S. and Tara. K. (1991), Physical Review A, 43, 492
(2)
(1)
(3)
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 15 - 2019 ISSN 2354-1482
132
4. Nguyễn Vũ Thụy (2017), “Nghiên cứu các tính chất phi cổ điển của trạng thái
thêm hai và bớt một photon lên hai mode kết hợp lẻ”, Luận văn Thạc sĩ Vật lý,
Trường Đại học Sư phạm Huế
5. Nguyễn Văn Phong (2016), “Nghiên cứu tính đan rối và viễn tải lượng tử với
trạng thái hai mode kết hợp SU(2) lẻ”, Luận văn Thạc sĩ Vật lý, Trường Đại học Sư
phạm Huế
6. Nguyễn Thị Phương Ni (2017), “Định lượng độ rối và viễn tải lượng tử với
trạng thái hai mode kết hợp thêm hai photon tích SU(2) chẵn”, Luận văn Thạc sĩ Vật
lý, Trường Đại học Sư phạm Huế
7. Hillery M. and Zubairy M. S. (2006), Phys. Rev. A, 74(3), 032333
STUDYING THE DEGREE OF ENTANGLEMENT AND QUANTUM
TELEPORTATION WITH DOUBLE-PHOTON ADDED AND SINGLE-
PHOTON SUBTRACTED TWO-MODE ODD COHERENT STATE
ABSTRACT
In the paper, we consider the degree of entanglement in the double-photon added
and single-photon subtracted two-mode odd coherent state. By applying the higher-
order Hillery-Zubairy entangled criterion and Concurrence condition, we concluded
that the double-photon added and single-photon subtracted two-mode odd coherent
states is absolutely entangled state. Then this state is used as an entangled resource
for the quantum teleportation of a coherent state. From the results of the average
fidelity, we show that teleportation process is successful when the fidelity reaches the
value of 0.5 1.avF
Keywords: Hillery-Zubairy entangled criterion, Concurrence condition,
eleportation process, the average fidelity
(Received: 11/6/2018, Revised: 9/7/2018, Accepted for publication: 16/12/2019)
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- dinh_luong_do_roi_va_vien_tai_luong_tu_voi_trang_thai_them_h.pdf