Grandi entropie di entanglement indicano che un sistema ha forti correlazioni con il suo ambiente. In molti sistemi, le entropie di entanglement sono proporzionali all’area che separa un sistema dal suo ambiente. Questo vale anche per i buchi neri, dove la crescita dell’entropia legata all’energia è proporzionale all’area dell’orizzonte degli eventi. Ma i nuclei degli atomi sono diversi. Le complicate interazioni nei nuclei portano a entropie di entanglement che crescono come il volume del sistema di interesse, non come la sua superficie.

Calcolare lo stato di un sistema quantistico è difficile perché per farlo è necessario che gli scienziati catturino accuratamente l’entanglement del sistema con il suo ambiente. Ricerche recenti quantificano le entropie di entanglement per la materia dei neutroni.

I ricercatori hanno studiato le entropie di entanglement tra lo spazio del campo medio e il suo ambiente nei sistemi nucleari. Lo studio è pubblicato sulla rivista Physical Review C .

Utilizzando misure correlate, la ricerca quantifica anche questa entropia per i nuclei atomici. Questo lavoro può contribuire all'informatica quantistica aiutando i ricercatori a capire come il numero di operazioni necessarie per preparare uno stato su un chip quantistico cresce con l'aumentare dell'entropia di entanglement.

Poiché le entropie di entanglement sono difficili da calcolare, i ricercatori hanno anche derivato relazioni per ottenere misure più facili da calcolare. La ricerca ha dimostrato che le entropie di entanglement sono legate ad altre quantità che sono più facili da calcolare e che possono servire come testimoni dell'entanglement.

Argomentazioni generali suggeriscono anche che l'entropia di entanglement nei sistemi nucleari soddisfa una legge di volume invece che una legge di area. Questo lavoro ha testato e confermato questi risultati calcolando le entropie di entanglement di modelli per nuclei atomici e materia di neutroni.