利用随机混合态与局域测量探测 scrambling 与算符尺寸分布

量子信息在多体系统中的动力学扩散（通常称为 scrambling）是一个复杂过程，已被证明对描述非平衡量子系统的许多性质至关重要。原则上，scrambling 可通过离时序关联函数完全表征，而这类函数在实验上极难获取。在这项工作中，我们提出了一套替代性的测量协议工具箱，通过访问算符尺寸概率分布的性质来实验探测 scrambling，该分布追踪了多体系统中可观测量支撑尺寸随时间的变化。我们的测量协议需要制备可分离混合态以及局域操作和测量，并将随机操作（近期量子算法的现代发展）与混合态（NMR 实验中的标准工具）的使用相结合。我们展示了如何高效探测算符分布的概率生成函数，并讨论了获取算符分布矩所面临的挑战。我们进一步表明，操控协议的初态可让我们直接获得小系统尺寸下分布的各个元素。