Физики из Осакского столичного университета разработали упрощенные формулы для измерения квантовой запутанности в сильно коррелированных электронных системах. Ученые провели тестирование этих формул на различных наноразмерных материалах, что позволило получить новое понимание поведения квантовой запутанности в разных физических средах.
Квантовая запутанность возникает, когда две частицы становятся связанными таким образом, что сохраняют связь независимо от расстояния между ними. Это явление имеет центральное значение для развивающихся технологий, включая квантовые вычисления и квантовую криптографию. Несмотря на значительный прогресс в понимании запутанности, многие аспекты остаются сложными для изучения.
Предыдущие исследования в основном фокусировались на универсальных свойствах квантовой запутанности в материалах, проявляющих магнетизм или сверхпроводимость. Команда ученых из Японии сосредоточилась на локальных аспектах: они изучали квантовую запутанность между одним или двумя произвольно выбранными атомами в сильно коррелированной электронной системе и их окружением.
Исследователи вывели формулы для расчета ключевых квантовых информационных величин, включая энтропию запутанности, взаимную информацию и относительную энтропию. Применив свой подход к различным материальным системам, включая наноразмерные искусственные магнитные материалы и разбавленные магнитные сплавы, команда выявила неожиданные закономерности квантовой запутанности. В разбавленных магнитных сплавах они успешно определили квантовую относительную энтропию как ключевую величину для описания эффекта Кондо.
Поведение квантовой запутанности в наноразмерных искусственных магнитных материалах не соответствовало первоначальным ожиданиям ученых, что открывает новые пути для понимания квантовых взаимодействий. Исследование прокладывает путь для более глубокого изучения квантовой запутанности, что может способствовать развитию квантовых технологий.