量子纯噪声诱导相变：一种对粒子数宇称敏感的真正的非经典极限环

人们普遍认为，噪声可以为复杂的非平衡系统带来秩序。最引人注目的是，仅通过引入乘性噪声，就能诱导出在无噪声系统中完全看不到的全新状态——这种效应被称为纯噪声诱导相变。它于 20 世纪 80 年代在超流体中首次被观察到。近期在复杂非平衡系统中的研究结果也表明，新的集体状态如何从这种纯噪声诱导相变中涌现出来，例如昆虫群落的觅食行为和鱼类的集群行为。在此，我们报告了在一个没有经典极限的量子力学系统中噪声的这种效应。我们使用了一个在涨落环境中、解析可解且其微观物理过程可被理解的非线性阻尼振子的最小模型。当包含乘性环境噪声时，可以看到系统相变到一个极限环状态。该噪声诱导的量子极限环还表现出其他真正的非经典特征，例如 Wigner 负性和相空间中对数字宇称敏感的循环。这种量子极限环也是保守的。这些性质与文献中广泛使用的一种极限环形成鲜明对比，后者是耗散的并失去了所有 Wigner 负性。我们的结果证实了一种非经典且为开放量子系统所独有的纯噪声诱导相变的存在。它们阐明了量子噪声与经典噪声之间的一个根本区别。