经典与量子李雅普诺夫指数之间的关系及经典混沌量子系统中的混沌界限

“时间无序对易子”(OTOCs)作为表征短时量子混沌中信息 scrambling 的关键诊断工具,已从多体物理延伸至量子引力领域引发广泛关注。该研究团队通过构建适当的维格纳-莫尔展开形式,并借助统计物理中的系综等效原理,提出了一种统一框架来描述经典混沌极限下多体系统的OTOC增长率——该框架同时纳入了经典李雅普诺夫指数与态密度的量子特性。将此方法应用于量子化的高维双曲运动(一种在后期呈现类引力关联函数的量子混沌系统)时,研究人员计算出OTOC增长率Λ随自由度数量f和逆温度β变化的函数关系,发现标度化增长率Λ/f可由fβ的普适函数描述,并在增加f或降低温度时呈现从经典行为到量子行为的跨域转变。在f趋于无限的深量子区,该工作验证了该系统达到Maldacena-Shenker-Stanford混沌界限定义的极速scrambling,首次通过态密度量子贡献这一非微扰机制揭示了该界限饱和的内在机理,同时为该系统作为二维量子引力对偶理论提供了新证据。这项研究首次在具有明确定义经典哈密顿极限的量子混沌系统中,不依赖(无序)平均等外部机制,观测到了极速scrambling现象。
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提交arXiv: 2025-12-22 20:52

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