ライス大学の物理学者は、量子情報科学を用いて、従来の電気と磁気の法則に反する奇妙な金属の理解において画期的な進歩を遂げました。Nature Communicationsに掲載されたこの研究は、臨界点での電子エンタングルメントの増大を明らかにし、これらの謎めいた物質の挙動に関する洞察を提供します。
Qimiao Siが率いるチームは、極端な条件下での電子相互作用の進化を測定するために、量子フィッシャー情報（QFI）を使用しました。彼らの研究は、中核的な量子現象である電子エンタングルメントが、量子臨界点、つまり2つの物質状態間の遷移でピークに達することを示しています。
従来の金属では、電子は予測可能な動きをしますが、奇妙な金属は低温で異常な電気抵抗と挙動を示します。研究者らは、近藤格子モデルに焦点を当て、QFIを使用して電子スピンエンタングルメントへの準粒子損失を追跡し、エンタングルメントが量子臨界点でピークに達することを発見しました。
このアプローチは、量子情報科学と凝縮系物理学を統合し、材料研究の新たな方向性を示しています。理論計算は非弾性中性子散乱データと一致し、奇妙な金属の挙動における量子エンタングルメントの役割を強化しています。
奇妙な金属を理解することは、高温超伝導体との関連性から、より効率的なエネルギー伝送を可能にすることで、電力網に革命をもたらす可能性があります。この研究はまた、量子情報ツールが他のエキゾチックな材料にも適用可能であることを示しており、将来の量子技術を潜在的に強化する可能性があります。