Исследователи из Университета Кюсю объявили об открытии, демонстрирующем, что квантовая запутанность, фундаментальная связь между частицами, следует универсальным правилам во всех измерениях. Работа, опубликованная 6 августа 2025 года в журнале Physical Review Letters, углубляет понимание этого сложного квантового явления.
В отличие от классической физики, где удаленные объекты действуют независимо, квантовая запутанность позволяет частицам оставаться скоррелированными независимо от расстояния между ними. Эта сложная взаимосвязь является краеугольным камнем для разработки передовых квантовых технологий, таких как квантовые вычисления и квантовая связь. Исследование, опубликованное в журнале с высоким импакт-фактором, который в 2025 году оценивался в 9.0, подчеркивает значимость проделанной работы. Команда использовала тепловую эффективную теорию, основу физики элементарных частиц, для анализа энтропии Реньи в квантовых системах с более высокими измерениями. Их анализ показал, что в определенных режимах поведение этой энтропии универсально определяется такими параметрами, как энергия Казимира, что проясняет поведение спектра запутанности даже в сложных, многомерных сценариях. Это теоретическое достижение выходит за рамки простых измерений, оставаясь верным для произвольных пространственно-временных измерений.
Тепловая эффективная теория, как отмечается в исследовании, является подходом, который позволяет извлекать универсальное поведение из сложных систем, основываясь на идее, что наблюдаемые величины часто могут быть охарактеризованы небольшим числом параметров. Применение этой теории к квантовой информации является первым в своем роде и открывает новые возможности для моделирования многочастичных систем. Последствия этого исследования далеко идущие. Оно может проложить путь к значительным достижениям в теории квантовой информации и даже способствовать квантово-информационному пониманию квантовой гравитации. Эти идеи обещают открыть новые возможности для будущих технологических применений, включая более совершенные методы численного моделирования для квантовых систем с более высокими измерениями и разработку новых принципов классификации квантовых состояний. Работа также может способствовать более глубокому пониманию структур квантовой запутанности в сложных системах, что имеет решающее значение для развития квантовых технологий.