港大研新算法 探索量子世界

图：港大物理学系博士生赵家瑞表示，通过新型算法得以更有效地测量量子纠缠熵。

【本报讯】大公报记者熊伟娟报道：香港大学团队近日研究出一种测量量子纠缠熵的新算法，有助于探索量子世界的运行规律，并使量子材料的实际应用更进一步，有助提升人类的生产和生活水平。这项研究刚于著名学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）中发表。

解开量子相变谜题

量子材料研究对推动人类科技进步有着深远影响，二维的莫瑞（Moire）材料例如双层转角石墨烯，有助于理解超导体的本质，从而协助找到适合工业应用的常温超导体。量子材料的实现需要超低温和超高压的环境，此时周围环境的热效变得很弱，而量子效应成为决定物质状态的主要因素。量子涨落会诱发物质在不同量子态之间的相变，这种由量子效应而非热效应主导的相变点被称为量子相变点，有助于寻找和制造更适合实际应用的量子材料，例如超导体和石墨烯，但目前实验室对量子材料的研究十分困难并且花费高昂。

科学界过去一直利用LGW相变理论作为量子相变研究的基础，但研究人员发现，一种新型的去禁闭量子相变点DQCP无法用现有的LGW框架来解释。在过去十几年，就是否可以找到能兼容去禁闭量子临界点和普通的量子临界点的格点模型，科学家一直在寻找答案。

港大物理学系团队发展了一种新型和更高效的测量量子纠缠熵的量子蒙特卡洛算法，能精确测量DQCP的量子纠缠熵，并发现数据与利用传统LGW框架来解释，存在显著差异，为科学家对量子相变本质的理解带来重要突破。

博士生赵家瑞表示：“通过新型的蒙特卡洛算法，我们得以更有效地测量量子纠缠熵，改变了研究人员对传统量子相变理论的理解，在这个问题的研究迈进了一大步，也引发了禁闭量子相变这领域不少深层次的问题，这个新工具将帮助解开困扰了科学界20年的关于量子相变的谜题。”