大阪市立大學（現為大阪公立大學）物理學研究團隊於2025年1月在《Physical Review B》期刊發表一項創新性成果：針對強關聯電子系統設計出一套全新的簡化量子糾纏熵（entanglement entropy）計算公式，有效提升複雜量子系統的模擬效率與理解深度。

強關聯電子系統指電子間交互作用極強的材料（如高溫超導體、奈米結構磁性體等），其物性特徵因量子態高度糾纏而複雜多變。糾纏熵是量子信息科學中衡量系統各部分相互「纏繞」程度的重要參數。但過去針對這類系統的計算往往涉及高度複雜的驅動公式，需要大量計算資源，限制了科學家對新材料與量子系統的研究深度與廣度。

研究團隊由講師西川裕規（Yunori Nishikawa）與吉岡智紀等人領銜，提出將糾纏焦點聚集於「單原子或雙原子」與其周遭環境之間的局部關係，進而推導出壓縮計算公式，可直接計算糾纏熵、互信息（mutual information）與相對熵（relative entropy）等量化參數。這種方法大幅簡化理論難度，僅需記錄少量自旋和空穴數據，就能計算出整體局部的量子糾纏指標。

西川研究員表示：「當公式精簡為簡單表達式時，我們都感到非常意外」，這一創見不僅節省大量運算成本，更開啟了探索微觀物質的新視角。

團隊將公式應用於兩類樣本：一是奈米級人工磁性鏈，二是稀散磁性合金。前者結果顯示糾纏熵在不同溫度與環境下的變化模式與傳統預測有落差；後者則成功使用相對熵揭示經典的昆多（Kondo）效應——磁性雜質被導電電子屏蔽的量子行為。

這些實驗結果不僅驗證公式的正確性，也顯示其能在解開物理學謎團與量子材料設計方面發揮巨大潛力。