1.媒体来源:
外媒 Phys.org
2.记者署名:
Sadie Harley
3.完整新闻标题:
Researchers discover universal rules of quantum entanglement across all
dimensions
4.完整新闻内文:
一组理论研究人员利用热有效理论展示了量子纠缠在所有维度上遵循通用规则。他们的研
究已于《物理评论快报》线上发表。
“这项研究是首次将热有效理论应用于量子资讯的范例。研究结果显示了这种方法的有效
性，我们希望进一步发展此方法，以更深入理解量子纠缠结构，”主要作者、九州大学高
等研究院副教授楠木悠也表示。
在经典物理学中，相距甚远的两个粒子会独立行为。然而，在量子物理学中，无论两粒子
间的距离多远，它们都能展现强烈的相关性。这种量子相关性被称为量子纠缠。
量子纠缠是量子技术（如量子计算和量子通信）的基础现象，理解其结构在理论和实践上
都至关重要。
用于量化量子纠缠的关键指标之一是雷尼熵（Rényi entropy）。雷尼熵量化了量子态的
复杂性及资讯分布，在量子态分类及评估模拟量子多体系统的可行性中扮演关键角色。
此外，雷尼熵在研究黑洞资讯丢失问题的理论研究中是一个强大的工具，并经常出现在量
子引力的背景下。
然而，揭示量子纠缠的结构对理论物理学和量子信息论来说都是一个挑战。然而，迄今
为止的大多数研究仅限于（1+1）维系统，即1个空间维度加时间维度。在更高维度中，分
析量子纠缠的结构变得显著困难。
由楠木悠也、东京大学卡弗里宇宙物理与数学研究所（Kavli IPMU, WPI）及加州理工学
院教授大栗博司以及加州理工学院研究员Sridip Pal领导的研究小组通过将粒子物理学领
域发展的理论技术应用于量子信息论，展示了高维量子纠缠结构的通用特性。
研究团队专注于热有效理论，这一理论近期在粒子物理学高维理论分析中取得了重大进展
。这是一个理论框架，旨在从复杂系统中提取通用行为，基于可观测量通常仅由少数参数
表征的理念。
通过将此框架引入量子信息论，团队分析了高维量子系统中雷尼熵的行为。雷尼熵由一
个称为复本数的参数表征。团队证明，在复本数较小的范围内，雷尼熵的行为普遍由少数
参数控制，例如理论中的关键物理量—卡西米尔能量。
此外，通过利用这一结果，团队阐明了纠缠谱在特征值较大的区域中的行为。他们还研究
了根据评估雷尼熵的方法不同，通用行为的变化情况。这些发现不仅适用于（1+1）维，还
适用于任意时空维度，这标志着对高维量子纠缠结构理解的重大进展。
研究人员的下一步是进一步概括和完善这一框架。这项工作首次证明了热有效理论可以有
效应用于高维量子纠缠结构的研究，且仍有很大空间进一步发展此方法。
通过改进针对量子资讯应用的热有效理论，研究人员可能更深入理解高维系统中的量子纠
缠结构。
在应用方面，这项研究的理论洞见可能会改善高维量子系统的数值模拟方法，提出分类量
子多体态的新原则，并促进对量子引力的量子信息论理解。这些进展为未来广泛且具影
响力的应用提供了希望。
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https://phys.org/news/2025-08-universal-quantum-entanglement-dimensions.html
6.备注:
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/fsg7-bs7q