2026年9月28日——由布法罗大学物理学家领导的一个团队找到了一个数学解，表明受阻挫量子磁体如何从超慢行为转变为类似黑洞的超快、高度纠缠行为。 

他们的解将自旋玻璃——一种物态，其中原子磁矩指向无序方向，并实际上被冻结在原地——与Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）模型所描述的快速、纠缠物态联系起来。该模型已被用于研究黑洞物理、量子混沌和其他奇异现象。 

“我们基本上找到了描述物质如何从量子动力学中最慢的状态之一转变为最快状态之一的数学，”Jamir Marino说。他是文理学院物理系助理教授，也是该团队研究的资深主要作者。该研究于9月17日发表在《物理评论快报》上，这是美国物理学会的期刊。

Marino与哈佛大学Herchel Smith物理学教授Subir Sachdev合作，后者与Jinwu Ye共同首次提出了SYK模型。 

第一作者是Hossein Hosseinabadi，他曾是Marino实验室的研究生，现在是德国马克斯·普朗克复杂系统物理研究所的独立杰出博士后学者。

从保存信息到扰乱信息

在自旋玻璃中，无序的磁自旋对扰动的响应极其缓慢，使信息能够长时间被困住。这使得自旋玻璃不仅与需要保存信息的技术相关，也与解决人工智能中出现的复杂优化问题相关。

SYK行为处于另一个极端。粒子变得如此强烈地纠缠，以至于信息在它们之间迅速扩散，或者说被扰乱——类似于黑洞中信息被扰乱的方式。

Marino及其团队试图更好地理解当量子涨落变得更强时自旋玻璃会发生什么，尤其是在极低温度下，其行为一直难以用数学描述。

他们使用基于一种非常规自旋表示方法的量子场论技术，能够探测温度下降时发生的情况。令他们惊讶的是，他们发现自旋玻璃并不会只是变得更牢固地冻结，而是可能让位于SYK模型所描述的高度纠缠、快速动力学。

这些涨落破坏了自旋的锁定排列，最终使粒子变得高度纠缠，以至于失去各自的个体身份。

“你通常认为降低温度会让某物冻结得更厉害，”Marino说，“但在这里，量子效应基本上可以熔化自旋玻璃，把你从极慢的动力学带到极快的动力学。”

“理解这种转变——以及其间的所有状态——最终可能有助于更好地控制量子技术中信息的存储和传播，”他补充道。