可精确求解的少体系统中的量子混沌、热化与隧穿
量子物理
2019-06-26 v1 统计力学
混沌动力学
摘要
展现经典混沌量子特征的精确可解模型既罕见又重要——尤其考虑到孤立量子系统中遍历行为及热化的机制及其与非可积性的联系正受到积极研究。本工作中，我们研究由少数量子比特 collectively 建模为踢顶（kicked top）的量子系统，这是量子混沌的教科书式例子。特别地，我们证明3和4量子比特情形是精确可解的，然而有趣的是，它们可展现遍历性与热化的特征。推导纠缠熵与并发度（concurrence）的解析表达式后，我们在某些参数区间看到长时间平均值与具有置换对称性的随机态系综平均值一致。与近期基于transmon实现的3量子比特实验数据对比，我们发现短时间一致，包括某些态关联中奇特的阶梯状行为。在4量子比特情形中，我们指出在经典极限下对应两个稳定岛之间动力学隧穿的先兆。更大数目量子比特的数值结果展示了经典极限的出现，包括分岔的特征。
引用
@article{arxiv.1808.07741,
title = {Quantum chaos, thermalization and tunneling in an exactly solvable few body system},
author = {Shruti Dogra and Vaibhav Madhok and Arul Lakshminarayan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.07741},
year = {2019}
}
备注
6+5 pages, 7 figures