分子中的量子信息置乱
化学物理
2022-03-31 v1 统计力学
高能物理 - 理论
摘要
超时序关联子（OTOC）可用于探测当动力学初始条件改变时量子系统置乱信息的速度。在足够大的量子系统中，可从 OTOC 提取描述经典混沌系统被置乱时间尺度的李雅普诺夫系数的量子类比。OTOC 仅应用于极少数玩具模型，例如与黑洞信息置乱相关的 SYK 模型，但其可在允许与实验比较的量子系统信息置乱中找到更广泛的应用。已知多原子分子的振动在低能下经历规则动力学到足够高能下易发能量流的转变。因此，分子代表了研究中型多体系统（此处为 6 至 36 个自由度）置乱的理想量子系统。通过计算量子 OTOC 及其经典对应物，我们量化了信息如何在分子系统中被量子力学地“置乱”。在早期的“弹道”动力学与 OTOC 探测全部态密度时的晚期“饱和”之间，确实存在可为本研究所有分子定义量子李雅普诺夫系数的区间。与实验速率数据的比较表明，由 OTOC 测量的慢速置乱可达到分子反应动力学的时间尺度。即使对我们讨论的最小分子，正则化 OTOC 仍满足 Maldacena 界，但未正则化 OTOC 不满足，这突显出前者更有助于讨论此类中型量子系统中的信息置乱。
引用
@article{arxiv.2202.09949,
title = {Quantum Information Scrambling in Molecules},
author = {Chenghao Zhang and Peter G. Wolynes and Martin Gruebele},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.09949},
year = {2022}
}