在实验室中，化学家们习惯于将催化剂表面的反应视为经典过程：分子碰撞、交换电子并形成新物质。然而，诺丁汉大学和哈佛大学科学家们的新合作研究对这一简化提出了质疑。
诺丁汉数学科学学院的杰拉尔多·阿德索教授与同事梅丽莎·马瑟和阿纳贝尔·兰特纳获得了英国研究与创新署和美国国家科学基金会联合项目的资助。美国方面由俊浩·李教授和徐晓燕教授领导。项目“异质表面反应的纠缠见证”的总预算约为诺丁汉550千英镑，哈佛700千美元。研究将从2026年十月开始，为期三年。
量子纠缠是一种粒子属性即使在距离上仍保持关联的状态。在通常条件下，环境会迅速破坏这种关联，化学家们在描述反应时往往忽略量子效应。团队将检验在真实的表面异质反应中纠缠是否得以保持，以及它是否影响反应进程。
为此，科学家们将结合三种方法：利用金刚石中的氮-空位缺陷进行纳米级量子探测，用量子信息理论方法确认纠缠，以及对开放量子系统进行第一性原理计算。如果关联确实属于量子而非经典，这将改变对催化的理解。
研究结果可能催生研究催化和磁性材料的新工具。长远来看，这将为更高效的光催化、能量转换和量子技术开辟道路，这些技术已经影响肥料生产、尾气净化和太阳能电池的开发。
该项目还将加强英美合作，支持数学和化学领域的博士后研究。实验和模拟将在两国并行进行，从而加快假设验证。
如果纠缠确实参与化学转化，那么对反应的常规描述将需要重大修订。
