螺旋型多铁体中量子信息的方向性置乱

作为量子信息载体的局域激发在系统中的传播方式由底层相互作用和对称性决定。理解这一现象（亦称量子置乱）是将相互作用系统用于量子信息处理的先决条件。量子置乱的特征和方向依赖性可由含时无序算符对易子（OTOC）推断，其包含关联建立和纠缠传播的信息。利用OTOC，我们研究并量化了承载自旋驱动铁电序的氧化物基螺旋自旋系统中量子信息传播的方向性。在这些系统中，磁电性使得自旋动力学及相关信息内容可由与 emergent 铁电序耦合的电场控制。我们表明，诸如手性自旋序或螺旋自旋序等拓扑非平庸量子相，允许电场控制的各向异性置乱以及量子关联的方向依赖性建立。基于一般对称性考虑，我们发现从纯态（例如基态）或有限温度态出发，对于观测置乱中的方向不对称性至关重要。在OTOC的系统性数值研究中，我们量化了置乱的方向不对称性，并验证了弹道波前附近OTOC的猜想形式。所得的方向依赖蝴蝶速度v_B(n)提供了弹道波前速度的信息。总体而言，我们的计算显示了OTOC的早期幂律行为，这与小时间解析展开的预期一致。OTOC的长时间行为揭示了底层哈密顿量的（非）可积性的重要性，以及总自旋z分量等守恒量的影响。