超冷原子实验立大功，量子场论中的互信息面积定律得到验证

量子场论是物理学中描述基本粒子和相互作用的理论框架。量子场论中的一个重要概念是纠缠，即两个或多个粒子之间存在一种超越经典物理的关联。纠缠可以用不同的方式来度量，其中一种是互信息，即两个子系统之间共享的信息量。互信息可以反映出子系统之间的纠缠和经典相关性。

在量子场论中，互信息有一个基本的性质，就是它遵循面积定律。这意味着，如果我们把一个系统分成两个空间上分离的子系统，那么它们之间的互信息与它们之间的边界面积成正比，而不是它们的体积。这个定律在平衡态的有能隙的量子多体系统中已经得到了理论证明，但在实验上验证它却非常困难，因为需要测量系统的冯诺依曼熵，即系统处于某个状态的不确定性。

为了解决这个问题，一组研究人员利用超冷原子模拟了一维量子场论，并用一种新颖的方法测量了系统中不同区域的冯诺依曼熵。他们首次在实验上验证了互信息面积定律，并研究了互信息随温度和区域间距离的变化。