Sebuah penemuan terobosan dari para peneliti di Universitas Kyushu telah mengungkap bahwa keterikatan kuantum, hubungan misterius antar partikel, mematuhi aturan universal di seluruh dimensi. Temuan ini, yang diterbitkan pada 6 Agustus 2025, di Physical Review Letters, memperdalam pemahaman kita tentang fenomena kuantum fundamental ini.
Berbeda dengan fisika klasik di mana objek yang berjauhan bertindak secara independen, keterikatan kuantum memungkinkan partikel untuk tetap berkorelasi terlepas dari jarak pemisahan. Hubungan yang rumit ini merupakan landasan untuk mengembangkan teknologi kuantum canggih seperti komputasi kuantum dan komunikasi kuantum. Keterikatan kuantum adalah inti dari kemajuan ini, memungkinkan pertukaran informasi yang aman melalui protokol seperti Distribusi Kunci Kuantum (QKD) dan menjadi sumber daya penting untuk algoritma kuantum yang melampaui kemampuan komputasi klasik. Tim peneliti memanfaatkan teori efektif termal, sebuah kerangka kerja fisika partikel, untuk menganalisis entropi Rényi dalam sistem kuantum berdimensi lebih tinggi. Analisis mereka mengungkapkan bahwa dalam rezim tertentu, perilaku entropi ini secara universal ditentukan oleh parameter seperti energi Casimir. Energi Casimir, yang mewakili fluktuasi vakum, memainkan peran kunci dalam menyederhanakan kompleksitas entropi Rényi, yang merupakan ukuran penting dari kompleksitas informasi dan kekuatan korelasi dalam keadaan kuantum. Penemuan ini menandai aplikasi pertama dari teori efektif termal dalam teori informasi kuantum, yang menunjukkan potensinya untuk memajukan simulasi sistem banyak-partikel dan berkontribusi pada pemahaman teoretis tentang gravitasi kuantum. Sifat universal yang ditemukan dalam studi ini berlaku untuk dimensi ruang-waktu arbitrer, melampaui dimensi sederhana. Para peneliti berencana untuk menyempurnakan kerangka kerja ini, yang bertujuan untuk meningkatkan simulasi numerik untuk sistem kuantum berdimensi lebih tinggi dan mengusulkan metode baru untuk mengklasifikasikan keadaan kuantum. Implikasi dari penelitian ini sangat luas, berpotensi membuka jalan bagi kemajuan signifikan dalam teori informasi kuantum dan bahkan berkontribusi pada pemahaman teoretis gravitasi kuantum. Wawasan ini menjanjikan untuk membuka kemungkinan-kemungkinan baru dalam aplikasi teknologi masa depan, yang menunjukkan bagaimana pemahaman mendalam tentang keterikatan kuantum dapat memfasilitasi lompatan kuantum dalam pemahaman kita tentang alam semesta dan kemampuannya untuk menciptakan teknologi yang lebih maju dan terintegrasi.