Una ricerca pionieristica condotta da scienziati della Kyushu University ha stabilito che l'entanglement quantistico, il fenomeno che lega le particelle indipendentemente dalla loro separazione, opera secondo principi universali applicabili a tutte le dimensioni. Questa scoperta, pubblicata il 6 agosto 2025 sulla rivista Physical Review Letters, rappresenta un avanzamento significativo nella nostra comprensione della meccanica quantistica e delle sue potenziali applicazioni tecnologiche.
A differenza della fisica classica, dove gli oggetti distanti agiscono in modo indipendente, l'entanglement quantistico permette alle particelle di mantenere una correlazione intrinseca. Questa connessione è fondamentale per lo sviluppo di tecnologie quantistiche all'avanguardia, come il calcolo quantistico e la comunicazione quantistica, settori in cui l'entanglement è una risorsa essenziale per algoritmi come Shor e Grover. Il team di ricerca ha impiegato la teoria effettiva termica, un quadro teorico derivato dalla fisica delle particelle, per analizzare l'entropia di Rényi in sistemi quantistici multidimensionali. L'analisi ha rivelato che, in specifici regimi, il comportamento di questa entropia è universalmente determinato da parametri chiave, tra cui l'energia di Casimir. Questo risultato chiarisce il comportamento dello spettro di entanglement anche in scenari complessi e ad alta dimensionalità, estendendo la comprensione oltre le semplici dimensioni spaziotemporali.
Questa svolta teorica, che estende la sua validità a dimensioni spaziotemporali arbitrarie, apre nuove prospettive. I ricercatori intendono affinare ulteriormente questo quadro teorico per migliorare le simulazioni numeriche di sistemi quantistici ad alta dimensionalità e per proporre nuovi metodi di classificazione degli stati quantistici. L'applicazione della teoria effettiva termica alla teoria dell'informazione quantistica è un primo esempio che promette di svelare ulteriori profondità nelle strutture dell'entanglement quantistico. Le implicazioni di questa ricerca sono vaste e potrebbero accelerare progressi significativi nella teoria dell'informazione quantistica e contribuire a una comprensione dell'entanglement quantistico in relazione alla gravità quantistica. La capacità di comprendere e manipolare l'entanglement in dimensioni superiori potrebbe sbloccare nuove possibilità per applicazioni future, migliorando le simulazioni di sistemi quantistici complessi e la classificazione degli stati quantistici.