Chuyên tâm và luôn bám nghề

Đây cũng là một trong số rất nhiều công trình về Thông tin lượng tử (Quantum Information) của ông đã được đăng trên các tạp chí uy tín nhất thuộc lĩnh vực mà ông bắt đầu chuyên tâm nghiên cứu từ năm 2002, như Physical Review A, JETP Letters, Physics Letters A, Journal of Physics B, Optics Communications, Journal of Optical Society of America B, New Journal of Physics, European Physical Journal D, v.v.
 

Ông kể, Thông tin lượng tử rất sôi động vào những năm cuối của thế kỷ XX và liên quan rất nhiều đến Quang lượng tử, vốn là một mảng ông nghiên cứu độc lập, bên cạnh những mảng ông được giao nhiệm vụ hoặc được mời cộng tác như Vật lý chất rắn, Vật lý các hệ thấp chiều, Vật lý laser và Quang phi tuyến. Vì vậy từ năm 2000, ông đã tự “mở chiến dịch” chỉ đọc về Thông tin lượng tử.

Năm 2002, ông được mời làm giáo sư của Viện nghiên cứu Cao cấp Hàn Quốc (KIAS). Viện này khi đó bắt đầu xây dựng một nhóm chuyên về Thông tin lượng tử và ông đã cùng một giáo sư Hàn Quốc khởi đầu nhóm này. Từ đó đến nay, ông chỉ làm về Thông tin lượng tử và đã công bố khoảng 70 bài báo ISI về Viễn chuyển lượng tử, Tạo rối lượng tử, Động lực học lượng tử, Kiểm soát rối lượng tử, Các giao thức lượng tử toàn cầu, Đồng viễn tạo trạng thái lượng tử, v.v. Tổng số trích dẫn của các bài do ông và các cộng sự làm ra là hơn 1.800 lần, còn các bài ở mảng Đồng viễn tạo trạng thái lượng tử là khoảng 330 lần – đều theo Google Scholar. Riêng bài báo đăng năm 2010 trên Optics Communications đã được trích dẫn 50 lần (theo Google Scholar, tính tới thời điểm này).

Thông tin lượng tử là một lĩnh vực rất mới, có tính cách mạng (đã được ghi nhận bởi Giải Nobel Vật lý năm 2012) dựa trên các quy luật của thế giới vi mô, hứa hẹn nhiều ứng dụng quan trọng trong tương lai như truyền thông lượng tử, bảo mật tuyệt đối và máy tính lượng tử. Một trong những giao thức nổi trội nhất là Viễn chuyển lượng tử (Quantum Teleportation) được đề xuất năm 1993 để viễn chuyển một qubit bất kỳ một cách hoàn toàn bảo mật và hoàn hảo. Theo Physics World, đó là một trong năm phát hiện ấn tượng nhất trong 25 năm qua. Từ năm 2000, người ta bắt đầu đề cập đến Viễn tạo trạng thái lượng tử (Remote State Preparation). Cách viễn tạo này có ưu điểm hơn Viễn chuyển lượng tử khi trạng thái cần chuyển đã được biết. Các giao thức này tuy hoàn toàn chính xác nhưng không hoàn toàn bảo mật vì thông tin bị lộ cho người chuyển.

Để bảo đảm bảo mật thông tin, năm 2008, TS Ân và một giáo sư Hàn Quốc đã đề xuất giao thức mới, đặt tên là Đồng viễn tạo trạng thái lượng tử [Joint Remote State Preparation, N. B. An & J. Kim, J. Phys. B 41, 095501 (2008)]. Sau đó, tên gọi này đã được các tác giả khác trên thế giới sử dụng rộng rãi, và khá nhiều công trình cũng được công bố theo hướng mà ông và đồng nghiệp Hàn Quốc mở ra.

Muốn thực hiện Đồng viễn tạo trạng thái lượng tử, các đối tác phải chia sẻ một tài nguyên lượng tử đặc biệt, là các trạng thái rối lượng tử (Quantum Entanglement), thường là các trạng thái GHZ. Tuy nhiên, còn có nhiều trạng thái rối khác, chẳng hạn như trạng thái W, là trạng thái dễ chế tạo hơn và bền vững hơn so với GHZ. Vấn đề đặt ra là có thể thực hiện Đồng viễn tạo trạng thái lượng tử hay không nếu sử dụng kênh lượng tử là các trạng thái W hoặc kiểu W? Câu hỏi này được trả lời là “Không”, dựa trên các phân tích theo hướng như đã làm khi sử dụng các trạng thái GHZ. Song, theo bài báo của TS Ân năm 2010, câu trả lời lại là “Có”: bài báo lần đầu tiên đã đưa ra một cách tách thông tin khôn khéo để giải quyết vấn đề. Cụ thể hơn, bài báo đề xuất các giao thức mới để đồng viễn tạo trạng thái một và hai qubit sử dụng các trạng thái W và dạng W như các kênh lượng tử và chỉ ra rằng, không phụ thuộc vào độ rối của kênh lượng tử, các giao thức vẫn thành công đối với bất cứ người nhận nào (kể cả khi không được trang bị đầy đủ về kỹ thuật) nhờ việc tách thông tin của trạng thái cần tạo một cách khôn khéo.

Tuy nhiên, TS Ân cho rằng, cũng như nhiều giao thức lượng tử khác, giao thức đề cập trong bài báo của ông mới giới hạn ở các điều kiện lý tưởng. “Việc hiện thực hóa các giao thức lượng tử là rất khó và còn phải chờ đợi lâu nữa, cho tới khi công nghệ về Thông tin lượng tử đạt được mức độ chính xác cần thiết, vượt được qua các trở ngại do các điều kiện thực tế gây ra,” ông nói.

Ngoài ra, ông còn cùng các cộng sự mở rộng việc Đồng viễn tạo trạng thái lượng tử cho nhiều tình huống thực tế khác nhau, đặc biệt đã cải tiến phương pháp thực hiện để đạt được các giao thức tất định, một việc có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong xử lý Thông tin lượng tử, làm giảm chi phí đáng kể trong việc sử dụng tài nguyên lượng tử, là các tài nguyên rất đắt tiền, đòi hỏi các kỹ thuật rất cao.

40 năm liên tục làm nghiên cứu khoa học, nhưng khi được hỏi, những yếu tố nào giúp ông theo đuổi được nghề nghiệp và đạt thành tựu, ông đã trả lời một cách không thể ngắn gọn và giản dị hơn: “Chuyên tâm và luôn bám nghề.”