Отзыв официального оппонента (1150456)
Текст из файла
отзыв Официального оппонента на диссертационную работу Маиуховой Алисы Дмитриевны «Хранение и манипулирование квантовым излучением частотного комба». представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.()4.05 — оптика.
Диссертационная работа А,Д.Мануховой посвящена двум группам теоретических проблем сохранения~преобразования многомодовых квантовых состояний света. а гакже формированию на этой основе кластеров для квантовых однонаправленных вычислений с помошыо ячеек квантовой памяти. Решалось шесть взаимно связанных задач: 1. Обобщение теоретической модели с учетом сложной импульсной структуры квантового сигнального поля.
Построение модели взаимодействия импульсного широкополосного света с ячейкой квантовой памяти в предположении произвольного профиля управляющего поля. Получение полного теоретического описания характеристик такой модели в рамках аппарата квантовой электродинамики. 2. Анализ возможность сохранения многомодового света и оценить число степеней свободы ячейки памяти в зависимости от структуры управляющего поля. 3. Исследование сохранения квантовых корреляций.
присутствующих во входном сигнале, при взаимодействии многомодового широкополосного излучения с ячейкой квантовой памяти в присутствии классического управляющего поля. 4. Построение процедуры численного поиска профиля управляющего поля, обеспечивающего запись одной заданной супермоды сигнального поля в ячейку памяти. 5.
Исследование возможности преобразования профиля квантового сигнала при изменении формы управляющего поля на этапах записи и считывания. 6. Поиск и обоснование схемы построения многомодового квантового кластерного состояния света на основе разработанных ячеек памяти. Актуальность работы несомненна в контексте бурного развития науки о квантовой обработке информации (КОИ). Наряду с базовыми научными направлениями. связанными с квантовыми коммуникациями!вычислениями~моделированием. особое значение приобретают квантовые технологии. как важная ветвь, непосредственно ведущая к многообещающим приложением КОИ.
В этой связи экспериментальные квалификационные работы. направленные на достижение конкретных результатов заслуживают отдельного внимания, хотя такие работы в РФ. к большому сожалению. пока чрезвычайно редки. Актуальность работы несомненна. В ряду проблем науки о квантовой обработке информации и квантовой связи 1КОИКС) диссертационная работа А.Д.Мануховой затрагивает две: многомодовая квантовая память и генерация специфических квантовых состояний !кластерных).
е перспективных в т.н. однонаправленных квантовых вычислениях. Отметим, что принципиальным моментом работы является учет многомодовости - этот фактор представляется критическим при построении реальных ячеек квантовой памяти. Кроме того. последние годы ознаменованы существенными успехами в экспериментальной технике генерации гребенок и теоретические исследования„опирающиеся на зти данные. представляются крайне востребованными.
Структурно работа состоит из трех глав !одна обзорная и две оригинальные). Введения, Заключения и четырех Приложений. В Главе 1 представлено введение в проблематику квантового хранения информации. рассмотрены основные модели квантовой памяти и приведены критерии оценки качества работы таких схем. Кроме того здесь рассмотрено устройство параметрического генератора с синхронной накачкой (ЯРОРΠ— ЯупсЬгопоцз)у Рцщред Орйса1 Ранние!пс Озс)1!а!ог), описан процесс генерации выходного излучения. приведены основные квантовые особенности излучения такого генератора. сохранение которых будет рассмотрено далее. Г1оследняя часть первой главы посвящена вопросам кантовых вычислений.
Проведено сравнение работы квантового компьютера на унитарных преобразованиях с новым типом квантовых вычислений. получивших название однонаправленных вычислений. Отмечено. что для их реализации предполагается использование дополнительной многомодовой квантовой системы, состоящей из квантово-запутанных кубитов, получившей название кластерного состояния.
в работе приведено определение такой системы. Обсуждаются проблемы различных типов квантовых вычислений. В Главе 2 главе рассмотрена задача о сохранении излучения ЯРОРО на ансамбле неподвижных атомов с Л-конфигурацией энергетических уровней. В качестве модели квантовой памяти выбрана схема рамановского взаимодействия полей с атомным ансамблем.
Для анализа схемы памяти в работе введено ядро интегрального преобразования полного цикла записи-хранения-считывания и подчеркнута комплексная природа полученного ядра. Для того, чтобы продемонстрировать число независимых степеней свободы, которое возможно сохранить в рассматриваемом протоколе. для ядра преобразования была использована техника разложения по модам Шмидта.
Вторая задача. решенная в рамках этой главы„состояла в сохранении квадратурных корреляций исходного излучения. Последней задачей. решенной в рамках вгорой главы. была задача о сохранении в ячейке памяти первых шести супермод ВРОРО, произведена оценка сжатия в каждой отдельной супермоде считываемого излучения. Наиболее существенные результаты второй главы заключаются в следукпцем: - Продемонстрировано. что предложенная схема памяти позволяет сохранить на квантовом уровне излучение !!РОРО. включая истинное многочастичное перепутывание, заключенное в этом свете.
- Показано. что хотя использование фазовращателей в схеме памяти не является критическим требованием для обеспечения высокой эффективности ее работы. сохранение квадратурного сжатия невозможно без этих элементов схемы. Продемонстрировано. что при выбранных параметрах расчета существенным сжатием в выходном сигнале будут обладать первые трн супермоды, Для остальных супермод сжатие существенно уменьшится. оставаясь, тем не менее, все еще ниже стандартного квантового предела. Глава 3 посвящена задачам преобразования формы сигнала с сохранением его квантово-статистических свойств и построения многомодового кластерного состояния света на основе сжатых супермод излучения ЯРОРО.
В работе был реализован селективный одномодовый режим квантовой памяти при котором в ячейке памяти сохранялась только одна выделенная супермода сигнала. Для каждой супермоды 8РОРО была предложена процедура поиска формы управляющего поля. обеспечивающего запись именно этой моды на ячейку памяти. Эффективная работа протокола проверена при считывании сигнала тем же управляющим полем. Помимо этого.
была отмечена важная особенность такого протокола взаимодействия: формируемое пространственное распределение спиновой когерентности не зависит от номера сохраняемой супе рмоды. т.е. одинаково для каждой супер моды. Эта особенность работы протокола бьша использована для создания конвертора формы сигнала без привнесения дополнительного шума. В работе продемонстрировано преобразование профиля сигнального поля на примере записи второй супермоды ЯРОРО и считывания записанного сигнапа с профилем первого полинома ЭрмитаГаусса.
На основе полученных результатов в работе предложена схема генерации четырехмодового линейного кластерного состояния света с использованием супермод многомодового излучения ЯРОРО, модифицированного протокола памяти и построенного конвертора форм для супермод. Из наиболее важных результатов этой главы выделим следующие: - Для поиска профиля управляющего поля, обеспечивающего работу протокола квантовой памяти в одномодовом селективном режиме. предложена быстросходящаяся итерационная процедура. Для демонстрации успешной реализации желаемого режима протокола в работе представлены результаты численного расчета. основанного на описанной вьпне процедуре. Результаты расчетов демонстрируют. что точность восстановления сигнала составляет 953;4 для первых четырех мод.
- Продемонстрировано. что используя разные управляющие поля на стадии записи и считывания (и подбирая их профили так, чтобы в обоих случаях взаимодействие происходило с одной и той же спиновой волной). возможно конвертировать форму сигнала, сохраняя неизменной его квантовую статистику. Предложенная процедура не только разделяет сжатые супермоды ЯРОРО, но и преобразует гребенчатые профили мод в гладкие и удобные для дальнейшего использования. - Предложена схема преобразования излучения ВРОРО в кластерное состояние, готовый ресурс для однонаправленных квантовых вычислений.
В силу того что ячейка памяти при этом применяется не для хранения квантового состояния сигнала, а для бесшумового преобразования его формы. требования ко времени хранения оказываются минимальными, что упрощает реализацию эксперимента. В заключении приведены основные результаты научной работы и сделаны основные выводы. В Приложения вынесены вспомогательные материалы и объемные математические выкладки. В качестве несомненных достоинств диссертационной работы отмечу прекрасную вводную часть - и постановка задач, и обзор сделан с глубоким пониманием сути- а также большое число адекватных ссылок на экспериментальные работы.
Кроме того, большая часть теоретических оценок проделано с учетом конкретных параметров, доступных из экспериментальных данных с соответствуюшими ссылками. Это, на мой взгляд, характеризует данную работу как высоко квалифицированный труд - довольно редкое явление среди аналогичных теоретических работ в области квантовой обработки информации. в которых, как правило.
Авторы ограничиваются абстрактными качественными рассуждениями~оценками. К работе имеется несколько замечаний. 1. По Главе 2. Используется приближение и, «~Л~. когда ширина спектра гребенки много меньше отстройки сигнального поля, т.е. для каждого зубца гребенки отстройка принимается одинаковой. Хотелось бы увидеть комментарии о том. что будет если это приближение нарушится (*) и привести для наглядности оценки реалистичной экспериментальной ситуации('"). 2. В параграфе 2.4 той же главы речь идет о разложении Шмидта математическим приемом - интегральном преобразовании.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
