挑战传统理论——物理学家开发量化量子纠缠的新方法

纠缠是量子物理学的基本原理，也是量子计算有效性的关键因素。

纠缠是量子物理学中的一种现象，其中两个或多个系统以一种无法单独描述其量子态的方式相互连接。当系统相互作用并纠缠在一起时，它们表现出很强的相关性。这个概念对于量子计算至关重要，因为纠缠的程度直接影响量子计算机的优化和效率。系统纠缠得越多，量子计算机的性能就越好。

巴西里奥克拉罗圣保罗州立大学地球科学与精确科学研究所（IGCE-UNESP）物理系的研究人员进行的一项研究测试了一种量化纠缠的新方法及其最大化的条件。应用包括优化量子计算机的构造。

关于这项研究的一篇文章发表在《物理评论B》上。

分解赫尔曼-费曼定理

该研究显示了赫尔曼-费曼定理在特定条件下是如何崩溃的。该定理描述了系统自身能量对控制参数的依赖性，是量子力学的关键部分，用于从量子化学到粒子物理学的各个学科。

“简单地说，我们提出了一个广泛用于热力学的Grüneisen参数的量子模拟，以探索有限的温度和量子临界点。在我们的提案中，量子Grüneisen参数量化了与控制参数相关的纠缠或冯诺依曼熵，例如，控制参数可能是磁场或一定程度的压力，“该文章的最后作者，IGCE-UNESP教授Valdeci Mariano de Souza告诉Agência FAPESP。“使用我们的提议，我们证明了纠缠将在量子临界点附近最大化，并且赫尔曼-费曼定理在临界点处崩溃。

对于Souza来说，这些结果有助于物理学的基础研究，也可能对量子计算产生直接影响。回顾英特尔联合创始人戈登·摩尔（Gordon Moore）1965年的预测，即传统计算机中使用的晶体管数量每两年翻一番，他说，经典计算机能力的快速增长不会持续下去，而最近的技术进步正在使量子计算突飞猛进，谷歌和IBM等巨头处于领先地位。

“在传统计算中，零和一的二进制语言用于处理信息。然而，量子力学叠加了状态并极大地提高了处理能力。因此，人们对量子纠缠研究的兴趣日益浓厚，“他解释说。