Pesquisadores da Universidade de Kyushu fizeram uma descoberta significativa, demonstrando que o emaranhamento quântico, a conexão intrínseca entre partículas, segue leis universais em todas as dimensões. O estudo, publicado em 6 de agosto de 2025 na Physical Review Letters, aprofunda a compreensão deste fenômeno quântico fundamental.
Ao contrário da física clássica, onde objetos distantes operam independentemente, o emaranhamento quântico permite que partículas permaneçam correlacionadas independentemente da sua separação. Essa correlação é crucial para o desenvolvimento de tecnologias quânticas avançadas, como computação e comunicação quântica. A pesquisa utilizou a teoria efetiva térmica para analisar a entropia de Rényi em sistemas quânticos de alta dimensionalidade. A análise revelou que, em regimes específicos, o comportamento da entropia de Rényi é universalmente ditado por parâmetros como a energia de Casimir, esclarecendo o espectro de emaranhamento mesmo em cenários complexos e de alta dimensionalidade. Essa conquista teórica é válida para dimensões espaço-temporais arbitrárias.
Os pesquisadores planejam refinar este arcabouço teórico para aprimorar simulações numéricas de sistemas quânticos de alta dimensionalidade e propor novos métodos para classificar estados quânticos. A entropia de Rényi, uma medida da complexidade informacional e da força de correlação de estados quânticos, demonstrou ser governada por um conjunto limitado de parâmetros físicos, incluindo a energia de Casimir, em regimes de números de réplicas pequenos. Essa universalidade descoberta impacta não apenas o valor da entropia, mas também elucida o espectro de emaranhamento. As implicações desta pesquisa são vastas, potencialmente abrindo caminho para avanços significativos na teoria da informação quântica e contribuindo para uma compreensão teórico-informacional quântica da gravidade quântica. A aplicação da teoria efetiva térmica à teoria da informação quântica é um marco, demonstrando sua utilidade para obter uma compreensão mais profunda das estruturas de emaranhamento quântico em sistemas de alta dimensionalidade.