量子多体算子级联作为通向混沌的路径

经典混沌系统的动力学特性(例如弛豫)可被理解为:初始平滑的长波密度随时间演化,逐渐形成具有分形结构的精细短波密度。然而,量子多体混沌是否存在类似的分形特征尚属未知。通过研究截断算子传播子的谱特性,该研究揭示了此类结构。研究表明,衰减最慢的算子(即主导的Ruelle-Pollicott特征向量)具有非平庸的分形维度,这种维度量化了其非局域性特征,并体现在条件数的发散性中。此外,研究还发现幺正性对局域关联的时间衰减率与空间算子的分形维度之间施加了约束——即(近似)等价关系。基于这一发现,多体量子混沌的演化图景变得清晰:随时间推移,局域算子会演化成具有可量化分形结构的非局域算子,从而在局域算子子空间上自然引致有效的非幺正弛豫——这相当于算子空间中的一种多体Kolmogorov级联。该理论预测在多种量子电路中得到验证:包括受击Ising模型、采用随机双量子比特门的砖墙电路,以及在双幺正电路中可获得精确结果。
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提交arXiv: 2026-04-17 21:47

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