Универсальность энтропии Реньи в конформной теории поля выявляет универсальные правила квантовой запутанности во всех измерениях
Физики-теоретики использовали термическую эффективную теорию, показывающую, что квантовая запутанность подчиняется универсальным законам во всех измерениях. Их работа была опубликована в журнале Physical Review Letters. Исследовательская группа под руководством Кусуки, профессора Хироси Оогури из Института физики и математики Вселенной Токийского университета Кавли (Kavli IPMU, WPI) и Калифорнийского технологического института (Caltech), а также исследователя из Caltech Шридипа Пала продемонстрировали универсальные особенности структур квантовой запутанности в высших измерениях, применив теоретические методы, разработанные в области физики элементарных частиц, к квантовой теории информации.
Рис. 1. Квантовая запутанность в измерениях 1+1 и 2+1. Автор: Юя Кусуки.
Было продемонстрировано, что в режиме малого числа реплик поведение энтропии Реньи универсально определяется лишь несколькими параметрами, такими как энергия Казимира. Более того, используя этот результат, учёные прояснила поведение спектра запутанности в области, где его собственные значения велики. Также было изучено, как универсальное поведение меняется в зависимости от метода, используемого для оценки энтропии Реньи. Эти результаты справедливы не только для измерений (1+1), но и для произвольных измерений пространства-времени.
Рис. 2. Исследование квантовой запутанности в квантовой системе многих тел с использованием тепловой эффективной теории, раскрывающей универсальные особенности квантовой запутанности. Автор: Юя Кусуки.
С прикладной точки зрения, теоретические выводы, полученные в ходе данного исследования, могут привести к совершенствованию методов численного моделирования многомерных квантовых систем, предложить новые принципы классификации квантовых состояний многих тел и внести вклад в понимание квантовой гравитации с точки зрения теории квантовой информации.
