近日，物理与光电工程学院物理学系龙高平副教授在物理学学术期刊《Physical Review D》（物理学 Top 期刊）上发表文章《 Entanglement entropy of coherent intertwiner in loop quantum gravity》（Phys. Rev. D 110, 064017 (2024)）。该研究由龙高平副教授与法国里昂高等师范学院（法国国家信息与自动化研究所）陈潜博士后、贵州大学阳劲松教授共同合作完成。龙高平副教授为论文第一作者。

图 1. 文章发表页面截图

广义相对论和量子力学被视作现代物理学的两大支柱理论。基于这两个理论的许多研究结果（如广义相对论中的奇点问题）都暗示着需要将这两个理论有机地结合起来构造一个量子引力理论，并且在该方向的探索也是现代理论物理学中的一个关键且困难的研究课题。在构造量子引力的各种尝试性方案中，圈量子引力采用了非微扰的引力量子化方案且继承了广义相对论的核心思想---背景不依赖性，因此在世界范围内受到大量的研究者的重视。另一方面，霍金等研究者基于经典弯曲时空上的量子场论构造的黑洞热力学也为认识量子引力提供了一个独特视角。因此，基于圈量子引力中的时空几何量子态来研究黑洞热力学，可以检验这两个理论的自洽性并加深人们对量子引力的认识。

本文首先计算了圈量子引力中的相干intertwiner的纠缠熵。数值结果表明，纠缠熵可以通过相干intertwiner描述的局部半经典几何来控制。本文进一步将该结果应用于计算由相干intertwiner标记的自旋网络态的纠缠熵。结果表明，这种自旋网络态的纠缠熵不仅由边界的面积决定，而且还带有边界上的半经典几何控制的量子校正。

图 2. 纠缠熵受边界面积和边界上的半经典多面体的形状控制

龙高平副教授近期致力于圈量子引力中量子几何与时空热力学的研究。 本次研究工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

论文链接：

https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.110.064017

图文：龙高平

校对：陈科球

初审：黄晶晶

终审：幸江涛