Hilbert 空间遍历性的实验特征：通用比特串分布及其在噪声学习中的应用

达到热平衡的系统无处不在。对于经典系统，这种现象通常通过相空间中的遍历性在统计上得到理解，但将其转化为量子系统是一个长期受关注的问题。最近，人们提出了一种强量子遍历性概念，即孤立的、全局量子态均匀地探索其可用的状态空间，被称为 Hilbert 空间遍历性。在这里，我们首先通过实验性的 Rydberg 量子模拟器和各种数值模型观察到了这一过程的特征，然后将其推广到与其环境相互作用的局部量子系统的情况。对于环境为互补子系统的封闭系统，我们预测并观察到了平滑的量子到经典转变，即随着 bath 尺寸的增加，可观测量从大的量子涨落进展到小的 Gaussian 涨落。这种转变在包括有限温度系统、巡游粒子系统和随机电路在内的广泛系统中，在定量水平上表现出普遍性质。对于环境不可控的开放系统，我们在很大程度上任意的噪声通道（包括具有相关误差的通道）下预测了可观测量的统计，使我们能够区分连续哈密顿时间演化和数字随机电路的候选误差模型。这使得计算高效的实验噪声学习成为可能，更广泛地说，这为定量分类噪声量子系统的行为提供了一条新途径。最终，我们的结果澄清了遍历性在量子动力学中的作用，具有基础性和实用性的意义。