驱动-耗散腔中准周期吸引子的普适量子融化

非线性经典力学已揭示了无数引人入胜的深刻现象,其中包括由环形吸引子定义的极限环面——这类结构能支撑至少两个不可约频率的准周期运动。本工作探索这些现象在开放量子系统中的延续性及其机制。研究人员通过林德布拉德主方程形式体系,为两个耦合的驱动-耗散克尔谐振腔系统构建了极限环面的量子描述。结合刘维尔算子的谱理论和截断维格纳近似,该团队系统分析了从量子到经典的过渡过程。在经典极限下,该研究团队识别出两对纯虚数的刘维尔本征值,对应着极限环面上持续的准周期模式。量子波动会为这些本征值引入微小负实部,导致这些模式具有有限寿命——对应的刘维尔间隙在经典极限下遵循代数趋零规律。这种行为标志着真正的连续动力学相变,其本质是时间平移对称性的自发破缺。通过对单个量子轨迹的分析,发现量子波动诱导的退相干是环面发生“量子熔解”的主要机制。该工作采用基于圆方差的序参量量化这种退相干效应,揭示了其与系统尺寸和时间之间的普适标度律,这些标度规律具有微观参数无关的鲁棒性。这些成果确立了极限环面的量子熔解作为一种独特的非平衡临界现象,并为离子阱和超导电路中的实验观测提供了具体表征方案。

量科快讯