Nhà khoa học hàng đầu về thông tin lượng tử

  Còn nhớ, những năm cuối thế kỷ XX, lĩnh vực vật lý lý thuyết thế giới bàn nhiều về thông tin lượng tử, một trong các vấn đề có liên quan nhiều đến quang lượng tử mà Nguyễn Bá Ân đang quan tâm. Từ năm 2002, PGS. TS Nguyễn Bá Ân được mời làm Giáo sư của Viện nghiên cứu cao cấp Hàn Quốc (KIAS), lại được làm việc trong một nhóm của KIAS chuyên về thông tin lượng tử nên ông càng có điều kiện chuyên tâm hơn.

PGS. TS Nguyễn Bá Ân đã có các bài báo khoa học được đăng trên tạp chi quốc tế từ đầu những năm 80 của thế kỷ trước với các nghiên cứu về vật lý chất rắn, rồi tiếp đó là về exciton –Polariton trong bán dẫn và các hệ thấp chiều, lưỡng ổn định quang học, các hiện tượng hỗn loạn và tự tổ chức trong môi trường phi tuyến…

Năm 2003 ông bước sang một “trang mới” trong cuộc đời nghiên cứu khoa học khi làm việc tại KIAS, công trình “Viễn chuyển lượng tử các trạng thái “con mèo Schrodinger” ” được đăng trên tạp chí Phys.Rev.A và một năm sau, công trình về hội thoại lượng tử được xuất bản trên Phys.Lett.A. Theo GS Đào Tiến Khoa, Viện khoa học và kỹ thuật hạt nhân, thông tin lượng tử là một lĩnh vực khá mới và có tính cách mạng dựa trên các quy luật của thế giới vi mô. Nó hứa hẹn nhiều ứng dụng trong tương lai như truyền thông lượng tử, máy tính lượng tử và bảo mật tuyệt đối.

Một trong các giao thức nổi trội là viễn chuyển lượng tử (Quantum Teleportation) được đề xuất giữa những năm 90 để viễn chuyển một qubit bất kỳ một cách bảo mật và hoàn hảo. Nhằm bảo đảm bảo mật thông tin ở mức cao, năm 2008 PGS Nguyễn Bá Ân và một GS Hàn Quốc đã đưa ra giao thức mới có tên là “Đồng viễn tạo trạng thái lượng tử” (Joint Remote State Preporation, N.B. An & J.Kim.J, Phys.B41,095501). Điều đáng nói là từ đó đến nay, tên gọi này đã được không ít tác giả trên thế giới sử dụng rộng rãi và ở các phương diện khác nhau, nhiều công trình khoa học đã được công bố theo hướng mà PGS Ân và đồng nghiệp người Hàn Quốc ở Viện KIAS gợi mở.

Say mê và không ngừng nghỉ, khi miệt mài nghiên cứu trong nước, lúc sang làm việc ở Hàn Quốc và các nước khác, PGS Nguyễn Bá Ân đã phát triển hướng nghiên cứu mới này, mà cụm công trình, trong đó có “Đồng viễn tạo trạng thái lượng tử thông qua các trạng thái W hoặc kiểu W” đăng trên tạp chí OPA.Commun (năm 2010) đã được nhận giải thưởng Tạ Quang Bửu về nghiên cứu cơ bản trong khoa học tự nhiên năm 2014. Ở đây, lần đầu tiên tác giả đưa ra một biện pháp tách thông tin khôn khéo bằng việc 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 nó không phụ thuộc vào độ rối của kênh lượng tử; các giao thức vẫn thực hiện thuận lợi đối với bất cứ đối tượng người nhận nào (cả khi không được trang bị đầy đủ về kỹ thuật).

Tuy nhiên, như PGS Nguyễn Bá Ân chia sẻ, giao thức lượng tử ông đưa ra mới dừng lại ở ý tưởng. Việc hiện thực hóa nó đòi hỏi phải tập trung nghiên cứu sâu hơn, và dĩ nhiên khi công nghệ về thông tin lượng tử đạt được mức độ chính xác cần thiết, vượt qua những trở ngại do thực tế gây ra. Mặt khác, PGS Ân cùng các cộng sự đang có kế hoạch mở rộng Đồng viễn tạo trạng thái lượng tử cho các tình huống thực tế khác nhau, nhất là cải tiến phương pháp thực hiện để đạt được các giao thức tất định – một giải pháp có ý nghĩa rất quan trọng trong việc xử lý thông tin lượng tử, làm giảm khá lớn chi phí khi sử dụng tài nguyên lượng tử , một trong các tài nguyên đắt tiền và đòi hỏi kỹ thuật cao…