摘要：物理学家开发了简化的公式，以量化密切相关的电子系统中的量子纠缠。它们的方法应用于纳米级材料，揭示出意外的量子行为并识别近藤效应的关键量。这些发现提高了对量子技术的理解。...

一旦被爱因斯坦描述为“距离怪异的动作”，鉴于新的研究发现，量子纠缠现在似乎不那么恐吓了。

大阪大都会大学物理学家开发了新的，更简单的公式，以量化密切相关的电子系统中的量子纠缠，并将其应用于研究几种纳米级材料。他们的结果为具有不同物理特征的材料中的量子行为提供了新的视角，这有助于量子技术的进步。

量子纠缠是一种独特的现象，其中两个粒子连接到太空中的相距多远，都保持联系。这种基本特征在诸如量子计算和量子密码学之类的新兴技术中起着至关重要的作用。

尽管在理解这种所谓的怪异现象方面取得了重大进展，但科学家仍然发现自己纠缠在其复杂性中。

大阪都会大学科学研究生院，研究的主要作者尤尼川（Yunori Nishikawa）说：“先前的研究主要集中在材料中量子纠缠的普遍特性。”

相反，团队进行了本地：他们将一个或两个任意选择的原子在强相关的电子系统及其周围环境（系统的其余部分）之间进行了量子纠缠。

密切相关的电子系统是电子电子相互作用主导系统行为的材料，从而导致丰富，复杂且通常高度纠缠的量子状态。这些系统是探索量子纠缠的肥沃理由。

研究人员得出了计算关键量子信息量的公式，包括纠缠熵（量化纠缠系统的方式），相互信息（测量系统的两个部分之间的共享信息）和相对熵（在量子状态之间存在差异）。这些数量对于了解量子系统的不同部分如何相互作用和影响彼此至关重要。

Nishikawa说：“当我们发现纠缠熵的公式*可能以惊人的简单表达方式呈现时，这真是一个惊喜。”

为了测试他们的方法，团队将公式应用于不同的材料系统，包括在线性链中排列和稀释磁合金的纳米级人造磁性材料。他们的分析揭示了纳米级人造磁系统中量子纠缠的违反直觉模式。在稀磁合金中，它们成功地将量子相对熵鉴定为捕获近托效应的关键量，这是一种通过传导电子筛选磁性杂质的现象。

Nishikawa说：“纳米级人造磁性材料中量子纠缠的行为违背了我们的最初期望，为理解量子相互作用的新途径开辟了新的途径。”

这项研究为更深入的量子纠缠探索铺平了道路，这可能推动量子技术的进步。

Nishikawa说：“我们的公式也可以应用于具有其他各种物理特性的系统。” “我们希望激发进一步的研究，并为不同材料中的量子行为提供新的见解。”

计算纠缠熵的公式如下：

s = - n↑n↓日志n↑n↓ - h↑h↓日志h↑h↓ - n↑h↑日志n↑h↑ - n↓h↓日志n↓h↓

其中＆＃119899;_↑，＆＃119899;_↓是上下自旋电子和H的数量_↑，h_↓是目标原子中的上下孔（操作员）的数量。