香港大学物理系研究团队开发出了一种可以测量纠缠熵的新算法，这有助于推动对更全面的量子力学规律的探索，并朝着量子材料应用实际化迈进。他们的这项研究发表在近期的《物理评论快报》上。

量子材料在推动人类进步方面发挥着至关重要的作用。科技界一直在寻找更多具有特殊性能的新型量子材料。二维Moire材料(例如扭曲双层石墨烯)在研究新的量子态(例如不存在电子电阻的超导性)中发挥着深远的作用。它们还在量子计算机的发展中发挥着重要作用。

但这些材料只能在极低的温度或极高的压力下才能出现量子态，此时热效应不再阻碍触发不同量子态或量子相之间量子相变的量子涨落。因此，测试不同物质的原子和亚原子粒子何时以及如何通过量子态纠缠自由地相互通信和相互作用的实验成本高昂且难以执行。

由于经典的LGW框架未能描述某些量子相变，如去禁闭量子临界点(DQCP)，所以该方面的研究进一步复杂化。那么问题来了，是否可以找到DQCP现实点阵模型来解决DQCP和量子临界点(QCP)之间的不一致。对该主题的专门探索产生了大量的数值和理论著作，但结果往往相互矛盾，解决方案仍然难以捉摸。

香港大学物理系的赵家瑞(姓名均为音译)先生、郑彦博士和孟子阳博士通过量子纠缠的研究，朝着解决这个问题迈出了一步，这说明了量子物理与经典物理有着根本的区别。

研究团队开发了一种新的、更有效的蒙特卡罗量子算法，科学家采用这种技术来测量物体的Renyi纠缠熵。利用这个新工具，他们在DQCP测量了Renyi纠缠熵，并发现了熵的缩放行为，即它如何随系统大小而变化，这与传统LGW类型相变的描述形成鲜明对比。

郑彦博士说：“我们的研究结果通过否认描述DQCP单一理论的可能性，帮助证实了对相变理论的革命性理解。我们工作提出的问题将有助于在寻求对未知领域的全面理解方面取得进一步突破。”

博士生赵家瑞是该期刊论文的第一作者，他提出了这种最终的算法。他说：“这一发现改变了我们对传统相变理论的理解，并提出了许多关于去禁闭量子临界性的有趣问题。我们开发的这个新工具有望帮助解开几十年来困扰科学界的量子相变过程之谜。”

孟子阳博士说道：“这一发现将导致对新型量子材料关键行为进行更一般的表征，并朝着实现量子材料应用的方向迈进，这些材料在推动人类进步方面发挥着至关重要的作用。”（编译:Qtech）