二次量子混沌的复杂性

该研究团队考察了具有随机相互作用的最简双体哈密顿量,其生成的光谱与高斯随机矩阵高度相似,这种现象被命名为“二次量子混沌”。与可积的双体费米系统不同,相应的硬核玻色子模型展现出真正的混沌动力学特征,其自旋表示形式与Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)模型高度吻合。研究人员通过光谱统计和算子增长指标(包括Krylov复杂度及高阶时序失序关联函数的长期衰减行为)诊断了这种混沌特性,后者揭示了自由概率论意义上的“自由性”涌现。尽管典型中谱本征态的分形维数和稳定子雷尼熵存在有限尺寸偏差,但随着系统规模增大,这些指标会向哈尔随机性收敛。这种受局域相互作用制约的收敛过程,突显了这些本征态“弱混沌”的本质特征。得益于其简洁性和玻色特性,这些最简模型有望成为在近期量子设备上探究量子混沌和信息扰动的资源高效候选方案。

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