九州大學的研究團隊近期發表一項突破性研究，證實量子糾纏這一神秘的粒子連結現象，在所有維度中皆遵循著普世的規則。這項發表於2025年8月6日《物理評論快報》（Physical Review Letters）的研究，為理解量子力學的基礎現象提供了新視角。
與經典物理學不同，量子糾纏使得粒子無論相距多遠，都能保持內在關聯性。此現象是發展量子計算與量子通訊等技術的基石。研究人員運用粒子物理學中的熱有效理論，分析高維度量子系統中的 Rényi 熵。他們的分析顯示，在特定條件下，此熵的行為由卡西米爾能量等少數參數決定，闡明了即使在複雜的高維度情境下，糾纏譜的行為也具有普遍性。這項理論進展不僅適用於簡單維度，更延伸至任意時空維度。研究團隊計劃進一步完善此理論框架，以提升高維度量子系統的數值模擬能力，並提出新的量子態分類方法。此研究有望為量子資訊理論帶來重大進展，甚至有助於從量子資訊理論的角度理解量子重力。
此研究的獨特之處在於，它首次將熱有效理論應用於量子資訊領域，為理解複雜系統中的普適性行為開闢了新途徑。研究領導者、九州大學先進研究所副教授楠木悠也表示：「這項研究是將熱有效理論應用於量子資訊的首例。我們希望進一步發展這種方法，以更深入地理解量子糾纏的結構。」過去對量子糾纏的研究多侷限於一維空間加一維時間的系統，而此研究突破了維度的限制，揭示了其在更高維度中的普遍性。
量子糾纏的應用潛力巨大，不僅在於理論研究，更在於推動實際技術的發展。從量子密碼學、量子傳輸到量子計算，糾纏是實現這些技術的關鍵要素。例如，量子密碼學利用糾纏粒子確保通訊安全；量子傳輸則能實現量子資訊的遠距離傳遞；量子計算則有望解決傳統電腦無法處理的複雜問題。這項九州大學的研究，透過揭示量子糾纏在所有維度中的普適性規則，為這些前沿技術的發展奠定了更堅實的理論基礎，預示著一個充滿無限可能性的量子新時代的來臨。