量子相干作为混沌的特征标志
量子物理
2021-06-21 v3 无序系统与神经网络
高能物理 - 理论
摘要
我们通过采用源自资源理论框架的相干度量作为量子混沌的诊断工具，建立了量子相干与量子混沌之间的严格联系。我们在两个不同层次上量化这一联系：量子态与量子信道。在态的层次上，我们展示了若干被广泛研究的混沌量化指标实际上 disguised 的量子相干度量（或与它们密切相关）。我们利用majorization理论的工具进一步将这一联系推广到所有量子相干度量。随后，我们数值研究了混沌与可积本征态的相干性，发现其与随机矩阵理论在谱主体部分高度吻合。在信道的层次上，我们表明相干生成能力(coherence-generating power, CGP)——衡量一个动力学过程平均生成多少相干性的量——作为无序时间序关联函数(out-of-time-ordered correlator, OTOC)的一个子部分出现，而 OTOC 是衡量多体系统中信息置乱的指标。通过对（非可积）横场伊辛模型的数值模拟，我们表明 OTOC 与 CGP 以定量相同的方式捕捉量子回归。此外，利用随机矩阵理论，我们解析刻画了 Haar 系综与高斯系综下的 CGP-OTOC 联系。最后，我们评述了基于相干的混沌特征与其他诊断方法（即 Loschmidt 回波、OTOC 与谱形状因子）的关系。
引用
@article{arxiv.2009.02760,
title = {Quantum coherence as a signature of chaos},
author = {Namit Anand and Georgios Styliaris and Meenu Kumari and Paolo Zanardi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.02760},
year = {2021}
}
备注
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