耗散量子混沌的实验检测

超过四十年的孤立量子系统混沌研究，已导致确定通用特征——如能级排斥和本征态热化——作为我们对复杂量子动力学理解的基石。正在发展的耗散量子混沌领域探索了这些属性如何在开放量子系统中表现，其中与环境的相互作用发挥着essential作用。我们报告了首次检测到耗散量子混沌和可积性，通过测量在高保真超导量子处理器上实现的开放型多体量子系统的复数间距比值(CSR)。我们采用梯度基tomography，从混沌耗散电路中检索到呈现“donut形状”的CSR分布，这是开放量子系统能级排斥的标志。在可积电路中，谱相关消失，证明为CSR分布在原点的尖锐峰。当我们增加可积耗散电路的深度时，CSR分布经历可积性到混沌的crossover，表明量子处理器中的内在噪声是一种耗散混沌过程。我们的结果揭示了耗散多体系统的通用谱特征，并确立了当今量子计算平台——这些平台主要用于运行单位仿真——作为探索耗散多体现象的testbed。