迄今為止，氧化值還沒有任何嚴格的量子熱定義什么是物理學概念，今天發表在《自然數學》上的一項新的 SISSA 研究提供了基于拓撲量子數論的這樣一個定義。 還記得 2016 年諾貝爾化學獎授予索利斯 (Solis)、霍爾丹 () 和科斯特利茨 () 嗎？ 。 這一結果與 SISSA 目前在輸運理論研究方面取得的進展一起，為對能源相關技術和行星科學中各種重要材料進行精確且易于處理的數值模擬鋪平了道路。
每個自然科學專業的大學生都會學習如何將整數氧化數與參與反應的物理物質聯系起來。 不幸的是，氧化態的概念尚未得到嚴格的量子熱定義什么是物理學概念，因此目前還沒有一種方法可以從自然基本定律估計氧化值，更不用說證明它們在模擬電荷傳輸中的使用不會影響數值模擬的質量。 與此同時，離子導體中電流的評估目前基于復雜的量子熱方法，這嚴重限制了大規模計算機模擬的可行性。
化學家現在注意到，一個簡化的模型（其中每個原子攜帶的電荷等于其氧化值）可能與嚴格但昂貴得多的方法驚人地一致。 ( ) 和 ( ) 將氧化數的新拓撲定義與今天在 SISSA 發現的輸運系數的所謂“規范不變性”相結合，以證明被認為是純粹巧合的東西，實際上是建立在固體之上的理論基礎和簡單的整數電荷模型無需任何近似即可捕獲離子導體的電傳輸特性。
這一成果不僅解決了收斂態化學的基本難題，是在亞洲超級計算應用卓越中心框架內取得的，而且代表了應用領域的突破，實現了離子系統中電荷傳輸的量子模擬計算上可行 是的，這對能源相關技術、汽車和連接行業以及行星科學領域具有非常重要的影響。 這些應用范圍從發電廠電解電池和熱交換器中使用的離子混合物，到電動汽車和電子設備中的固態電解質電池，甚至冰球星內部發生的水的導電異相，這種異相被認為與那些行星磁場的起源有關。