随机图伊辛模型中量子混沌与复杂性的特征

该研究团队在随机Erdős-Rényi图上的量子退火伊辛模型中探究了量子混沌与复杂性的特征。通过调节图的连接度,可使系统动力学从局域化相经混沌状态过渡到可积极限。虽然这种动力学转变会反映在频谱特性中,但研究人员采用了一套更广泛的量子混沌指标,其中部分指标可在近量子设备上进行测量。 研究重点关注子系统密度矩阵自然解耦获得的量子态系综深度热化现象,将其作为混沌动力学的表征指标,这扩展了量子混沌分析至量子态系综层面。此外,通过子系统的部分谱形状因子,团队分析了本征态与本征值的关联性,观察到混沌起始的显著特征及其系统尺寸依赖性,为局域化-混沌相变提供了实验可测指标。 作为与局域性无关的探针,研究显示算子的Krylov复杂度在混沌区域达到最大值,揭示了图拓扑结构与信息 scrambling 之间的联系。最后,团队探究了量子版本的姆潘巴效应(初始“较热”态异常快速热化现象),该效应在混沌相中表现最为显著;而在非混沌区域,系统则呈现与热系综距离随连接度变化的多次交叉特征。 这项工作系统性地表征了混沌现象,不仅深化了光谱分析之外的机理认知,更为近量子设备的性能评估提供了实用指标体系。

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