嵌入环境中量子系统算子尺寸增长的动力学转变

在封闭的一般多体系统中, 幺正演化将局域量子信息弥散到高度非局域的对象中, 导致热化。此过程称为信息置乱, 其速度由算子尺寸增长来量化。然而, 对于嵌入环境中的量子系统, 环境耦合如何影响信息置乱过程尚待揭示。在此, 我们预言了具有全-to-全相互作用并伴随环境的量子系统中存在一个动力学转变, 其分隔了两个相。在耗散相中, 信息置乱停止, 因为算子尺寸随时间衰减; 而在置乱相中, 信息弥散持续, 算子尺寸增长并在长时间极限下饱和到 $O(N)$ 值, 其中 $N$ 为系统的自由度数量。该转变由系统内在与环境推动的置乱同环境诱导的耗散之间的竞争所驱动。我们的预言基于流行病学模型的一般论证得出, 并通过可解的 Brownian SYK 模型解析证明。我们提供了进一步证据, 表明该转变在耦合到环境时对于量子混沌系统是普适的。我们的研究揭示了环境存在下量子系统的基本行为。