多体量子系统关联衰变的普适标度律

量子系统是开放的，不断与周围环境交换能量和信息。这种相互作用导致量子态的退相干和衰变。在由许多粒子构成的复杂系统中，衰变可能变得关联并增强。于是产生了一个基本问题：大型量子系统的最大衰变率是多少，它如何随系统规模标度？在这项工作中，我们通过将问题重新表述为寻找通用自旋哈密顿量的基态能量来探讨这些问题。受哈密顿量复杂性理论近期工作的启发，我们建立了最大衰变率的严格且通用的上下界。这些界限是普适的，因为它们适用于一大类马尔可夫多体量子系统。对于许多物理相关系统，这些界限是渐近紧的，从而得到关于系统规模的精确标度律。具体而言，对于自由空间中的大型原子阵列，这些标度仅取决于阵列的维度，对短尺度细节不敏感。这些标度律设定了所有量子态衰变率的基本极限，揭示了通用驱动-耗散系统的行为，并可能最终约束基于原子阵列的量子处理器和模拟器的可扩展性。