由Scramblons实现的量子混沌动力学容错反转
量子多体系统中时间箭头的产生源于哈密顿演化对量子信息的固有扰乱和纠缠增强倾向。理论上,虽然可以通过设计完全倒置的哈密顿量来逆转纠缠增长,从而对抗这种时间方向性,但这种情况本质上是不稳定的——因为反向演化中的微小缺陷会被指数级放大,这正是量子多体混沌的标志性特征。因此,成功逆转量子多体动力学需要对量子信息扰乱和混沌动力学的基础结构有深刻理解。 研究团队通过宏观随机交互自旋体系的固态核磁共振实验,测量了“无序时序关联函数”(OTOC),并验证了扰乱子理论的关键预测——该理论是信息扰乱的普适性理论框架。更重要的是,该理论使我们能够分离并减轻反向演化缺陷导致的OTOC误差。最终,该实验方案首次在多体实验系统中揭示了量子多体混沌预期的指数行为,并提取出量子李雅普诺夫指数。这一成果突破了复杂量子系统动力学可逆性的根本极限,对量子模拟和精密测量领域具有重要意义。
