Registration Number
0826U003124, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
13-07-2026
popup.evolution
o
Title
Nonclassicality of measurement statistics of quantum electromagnetic radiation
Author
Vadym S. Kovtoniuk,
popup.head Andrii A. Semenov
popup.opponent Jan Sperling
popup.opponent Jaromir Fiurasek
popup.review Iorgov Nikolai Zinovyevich
popup.review Serhii H. Sharapov
popup.rada
М.М.Bogolyubov Institute of Theoretical Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine
Description
Квантовi стани свiтла, якi не можуть бути представленi як статистичнi сумiшi когерентних станiв, називають некласичними. Формально це означає, що їхня Глаубера-Сударшана P-функцiя є вiд'ємною або високосингулярною. Такi стани лежать в основi ключових ефектiв квантової оптики, таких як антигрупування фотонiв, квадратурне стиснення та субпуассонiвської статистики фотовідліків, i є ресурсом для квантової метрологiї, квантових комунiкацiй, квантового сенсорингу, схем бозонного семплiнгу та iнших квантових лiнiйних мереж, квантових ядрових методiв, а також для генерацiї багаточастинкової заплутаностi за допомогою пасивних лiнiйно-оптичних елементiв. Саме тому достовірне виявлення некласичностi є необхiдною для розвитку цих квантових технологій.
Безпосереднє експериментальне відновлення P-функції зазвичай неможлива через її сингулярний характер, а наявнi непрямi ознаки, такi як параметр Манделя Q, нерiвностi Клишка або суббiномiальний параметр, орiєнтованi на конкретнi спостережуванi величини та є лише достатнiми умовами. Загальна підхід, що спирається на опуклу структуру множини класичних статистик та на покажчикові нерівності, що випливають із теореми про роздільну гіперплощину, з’явилася лише нещодавно. Проте її пряме застосування часто є обчислювально складним, що зумовлює потребу в систематичному способі отримання найбільш покажчикових щільних (або найбільш інформативних).
Метою дисертацiї є розробка i застосування систематичного теоретичного пiдходу до підтвердження некласичностi статистики вимiрювання квантового електромагнiтного випромiнювання в реалiстичних та iнформацiйно неповних експериментальних умовах. Для досягнення цiєї мети поставлено три основнi завдання. По-перше, сформулювати строге поняття щільних нерiвностей, що забезпечують мiнiмальний i вичерпний набiр лiнiйних умов класичностi для заданої схеми вимiрювання. По-друге, отримати щільні нерiвностi для практично значущих схем вимiрювання з урахуванням експериментальних недосконалостей, таких як оптичнi втрати, обмежена роздільна здатність детекторів та неузгодженiсть мод. По-третє, розробити методи виявлення прихованої оптичної некласичності (некласичностi, яку в принципi неможливо виявити жодним способом, що застосовується до одномодових статистик вимiрювання) шляхом використання спільної структури пов'язаних станів, таких як стани, що готуються умовно у двомодових схемах.
У дисертації розроблено уніфікований теоретичний апарат, який представляє виявлення некласичності статистик вимірювань як задачу опуклої геометрії та теорії узагальнених моментів і за рахунок якого можливе виведення практичних критеріїв для реалістичних схем фотодетектування. Щільні нерівності забезпечують найсильніші умови класичності, які можна отримати з даного набору експериментальних даних, і залишаються застосовними в практичних сценаріях, що враховують експериментальні недосконалості. Показано, що вони перевершують загальноприйняті умови на основі дисперсії у конкретних експериментально значущих прикладах, таких як суперпуассонівські фазостиснені стани. Побудова моделі локальних прихованих класичних станів дає змогу виявити некласичні риси умовно приготовлених станів, недоступні для будь-якого одномодового аналізу, за рахунок демонстрації некласичного стірингу або, що еквівалентно, порушення цієї моделі. У сукупності ці результати розширюють можливості виявлення некласичності в реалістичних квантово-оптичних експериментах і створюють надійну платформу для подальшого розширення на інші експериментальні схеми.
Registration Date
2026-07-06
popup.nrat_date
2026-07-06 / 2026-08-20
