Emergence of nonlinear behavior in the dynamics of ultracold bosons
研究了相互作用超冷玻色子系统的演化，在粒子数极大的情况下，该系统表现出非线性的混沌行为。利用谱熵作为混沌的指示器，采用三种不同的数值方法：精确对角化、截断Husimi方法和平均场（Gross-Pitaevskii）近似，证明了量子噪声对非线性动力学的破坏性影响.
2015-01-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
On the emergence of quantum many-body chaos for tunably-broken integrability
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（国际理论科学中心，塔塔基础研究所）；Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
通过可调参数破坏可积性，在自由费米子电路中掺杂可积性破缺门，利用OTOC揭示从早期可积行为到晚期混沌的微观机制，并给出特征时空尺度及混沌特性对破缺参数的依赖。
2026-07-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Emergence of unitary symmetry of microcanonically truncated operators in chaotic quantum systems
本文研究混沌多体系统中微正则截断可观测量的矩阵元统计，通过数值与解析分析发现少体算符在特定能量尺度以下涌现普适幺正对称性。
2024-06-21 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Strong Chaos of Fast Scrambling Yields Order: Emergence of Decoupled Quantum Information Capsules
黑洞蒸发过程中的信息丢失问题是黑洞物理学的基本问题之一。这一问题的解决需要对量子系统中的信息存储机制有更深刻的理解。在这封信中，我们认为，当多个未知参数存储在大纠缠量子点，在高温极限下快速置乱产生的强混沌产生一个有序的信息存储结构与解耦的量子信息胶囊（QIC）。在量子费舍尔信息度规中出现了转动等距性。这种等距性有望在未来的纯纠缠态冷原子实验中观察到。我们提供了一个黑洞蒸发的QIC推测。
2019-07-08 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Chaos in a double driven dissipative nonlinear oscillator
提出了一种由两个不同频率的周期力驱动的非谐振子作为研究量子耗散混沌的含时模型。我们的分析是在量子态扩散方法的量子轨道统计系综框架下进行的。通过数值模拟系综平均Wigner函数和冯诺伊曼熵，研究了混沌行为的量子动力学表现，包括混沌的产生、奇异吸引子的性质和量子纠缠.
2001-06-19 quant-ph
Emergence of Quantum Chaos in Quantum Computer Core and How to Manage It
我们研究了标准的通用量子计算机模型，该模型描述了一个现实的孤立的量子计算机，其中单个量子比特能量的波动和剩余的短程量子比特间耦合。结果表明，在涨落和耦合小于单量子比特能量间隔的极限下，谱具有能带结构，并得到了描述能带内本征态性质的重整化哈密顿量.研究集中在计算机的中心带（“核心”），具有最高的态密度。我们发现，超过一个临界的量子比特间的耦合强度，量子混沌集，导致量子遍历的计算机本征态。在这种情况下，理想的量子比特结构消失了，本征态变得复杂，计算机的可操作性很快就被破坏了。我们证实了量子混沌边界仅随量子比特数n线性减小，尽管多量子比特态之间的间隔随n呈指数下降。量子计算机中时间演化的研究表明，在量子混沌状态下，一个理想的（非相互作用）状态很快消失，并在一个短的混沌时间尺度后，许多状态呈指数级混合，确定了对系统参数的依赖性。在量子混沌边界之下，理想状态可以存活很长时间并用于计算。结果表明，一个广泛的参数区域确实存在的量子计算机的有效操作是可能的。
2000-05-02 cond-mat quant-ph
Chaos in Dirac electron optics: Emergence of a relativistic quantum chimera
我们发现了一个显着的量子散射现象，在二维狄拉克材料系统中的表现，经典可积和混沌动力学同时出现，是电可控的。与不同电子自旋态相关的不同相对论量子指纹是由于在简并破缺存在下类似于手光效应的物理机制。这一现象模仿了经典复杂动力学系统中的嵌合态，但在这里是相对论性的量子设置-此后称为“狄拉克量子嵌合体”，与之相关的物理现象具有潜在的重要应用，如增强自旋极化，不同自旋配置的不寻常共存准束缚态，以及自旋选择性焦散。这些现象的实验观察是可能的，例如，弹道狄拉克费米子系统的光学实现。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
How to seed ergodic dynamics of interacting bosons under conditions of many-body quantum chaos
本文研究光晶格中超冷原子初始态如何影响遍历动力学的涌现，识别了不同初始态的混沌阈值及其在实验可观测量和时间尺度上的动力学特征。
2025-04-18 quant-ph
Emergence of chaos and controlled photon transfer in a cavity-QED network
我们开发了一个腔QED网络中的有效的光子传输的最佳协议。这是通过受激拉曼绝热通道（STIRAP）方案执行的，其中时变电容耦合（具有精心选择的扫描速率）起着关键作用。我们在半经典极限有效的情况下工作，研究了光-物质耦合引起的动力学混沌。我们表明，这起着至关重要的作用，估计扫描速率的下限，以确保有效的光子传输。我们提出了厄米以及一个开放量子系统扩展的模型。不失一般性，我们研究了三腔和四腔的情况下，我们的结果可以适用于更大的网络。我们的分析对于一般非线性开放量子系统的传输协议的设计也是有意义的。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Emergence of Navier-Stokes hydrodynamics in chaotic quantum circuits
本文构造具有守恒粒子流的二维混沌不可积量子电路，证明其长波行为服从不可压缩 Navier–Stokes 方程，并借助经典不可逆 Markov 过程高效计算典型电路的黏度等输运系数。
2024-05-22 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Emergence of fluctuating hydrodynamics in chaotic quantum systems
本研究通过大规模量子模拟监测硬核玻色子梯子的粒子数涨落统计，对比弹道与混沌动力学系统，发现结果与宏观涨落理论（MFT）预测高度吻合，可准确提取扩散常数，证实孤立量子系统大尺度涨落涌现流体动力学行为，拓展了MFT的量子适用性。
2023-06-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-body quantum chaos and emergence of Ginibre ensemble
本文证明在空间扩展的多体量子混沌系统中，空间方向上会涌现非厄米Ginibre随机矩阵行为，并利用Ginibre系综的精确谱形式因子普适地描述了平移不变及非平移不变模型在标度极限下的谱特性。
2023-03-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Contextuality and Chaos
针对量子系统缺乏经典初值敏感性的问题，本文提出以语境性作为混沌标志，并通过自旋系统中 Bell 型不等式违反区分相空间的规则与混沌区域。
2025-03-18 quant-ph
Chaos in Continuously Monitored Quantum Systems: An Optimal Path Approach
我们预测，连续监测的量子动力学可能是混沌的。当存在时变演化和连续弱监控时，过去和未来边界条件之间的最优路径可以随时间呈指数发散。最优路径是通过极值化全局概率密度来定义的，以在两个边界条件之间移动。我们研究了纯态量子比特系统中混沌的发生，其中最优路径由周期哈密顿量产生。具体地说，混沌量子动力学的方案中，一个量子比特的两个非对易观测值被连续监测，和一个测量强度被周期性调制。这个例子中的最优量子路径与被踢转子的轨迹或标准映射有相似之处，这是经典混沌的一个典型例子。我们强调与可积的最佳路径和弱周期扰动之间的共振概念的连接，以及我们以前的工作“多路径”，并连接最佳路径混沌的不稳定性在底层量子轨迹。
2018-08-03 quant-ph
Chaos in Optomechanical Systems coupled to a Non-Markovian environment
本研究探讨了与Non-Markovian环境耦合的半经典optomechanical系统的混沌运动，发现Non-Markovian环境能显著增强混沌，并指出量子记忆效应对混沌发生的影响在量子操控与控制中具有研究价值。
2025-01-28 quant-ph
Emergence of Classicality: From Collapse Phenomenologies to Hybrid Dynamics
在过去的10 ~ 15年里，人们提出了连续波函数坍缩的随机模型来描述经典性从量子中不断涌现的过程。我们主张正则耦合量子和经典系统的混合动力学是一个更基本的概念。作为特殊情况，得到了连续崩溃形式。为了说明我们的主张，我们展示了冯诺依曼崩溃如何遵循混合动力学方程。
1999-05-12 quant-ph
Wave Packet under Continuous Measurement via Bohmian Mechanics
利用玻姆力学，给出了连续测量下波包动力学的一种新的量子力学描述。该方程的解是通过波包方法找到的，该方法在经典变量与描述质心动力学的量子变量和波包宽度之间建立了直接相关性。本文所提出的方法给出了一个比较清晰的图片比方法使用限制路径积分和主方程的方法。这项工作显示了如何经典混沌的极不规则特征可以与原子尺度上现象的平滑和波动性质相协调。证明了连续量子测量下的波包同时具有混沌和非混沌的特征。计算了经典粒子和量子波包质心运动轨迹的李雅普诺夫特征指数，证明了它们的混沌性是相同的。尽管如此，波包的宽度表现出非混沌行为，并允许通过瞬态收缩态击败标准量子极限的可能性。
2010-01-25 quant-ph
de Broglie-Bohm analysis of a nonlinear membrane: From quantum to classical chaos
本文在德布罗意-玻姆理论下数值研究含三次和四次相互作用的二维非谐振子，发现动力学涡旋附近出现不可预测性和初值敏感性，并证明非对角项与非线性项共存可产生与经典情形高度相似的稳健量子混沌。
2023-08-14 physics.comp-ph quant-ph
Route to chaos in optomechanics
我们建立了光学机械系统中混沌运动的出现。混沌出现在负失谐实验上可获得的泵浦功率和其他系统参数的值。我们描述了导致混沌的倍周期分岔序列，并说明了实验观察到的光谱中的签名。除了半经典动力学，我们分析了混沌运动的可能性，在量子制度。我们发现，量子力学保护光学机械系统不受不规则动力学的影响，例如简单的周期轨道重新出现并取代经典的混沌运动。通过这种方式，对动力学特征的观察使得确定从量子力学到经典力学的交叉成为可能。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Edge of Quantum Chaos
我们确定了规则量子动力学和混乱量子动力学之间的边界。边界的特点是由一个幂律减少在混沌动力学下发展的状态和轻微扰动的动力学下发展的相同的状态之间的重叠。例如，在量子干涉效应出现之前的区域中，量子踢顶的重叠衰减与$[1+(q-1) (t/τ)^2]^{1/(1-q)}$（非广延熵指数$q$和$τ$取决于微扰强度）很好地拟合。这个区域对应于经典映射的混沌边缘，量子混沌动力学就是从这个经典映射导出的。
2002-10-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Emergence of Fermi-Dirac Thermalization in the Quantum Computer Core
我们将一个孤立的量子计算机建模为一个二维量子比特（自旋半）晶格，其中单个量子比特能量和剩余短程量子比特间耦合存在波动。在波动和耦合比单量子比特能量间隔小的极限下，光谱具有能带结构，我们研究了具有最高态密度的量子计算机核心（中心带）。在临界量子比特间耦合强度之上，量子混沌开始，导致孤立量子计算机中本征态的量子遍历性。混沌的发生导致相互作用诱导的动力学热化和占据数的费米-狄拉克分布很好地描述。这种热化破坏了非相互作用的量子比特结构，并对量子计算机的可操作性提出了严格的要求。
2000-09-21 cond-mat nlin.CD quant-ph
Chaos in Time: A Dissipative Continuous Quasi Time Crystals
本研究提出连续准时间晶体（CQTC），在耦合集体自旋子系统中发现其混沌动力学特征，通过平均场技术及最低阶量子涨落验证了混沌与准晶相的关联，拓展了开放量子系统时间晶体相关研究。
2024-11-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Controlling chaos in the quantum regime using adaptive measurements
对量子系统的连续监测强烈地影响了从量子区域到经典区域的过渡附近的混沌动力学的出现。在这里，我们提出了一个反馈控制方案，使用自适应测量技术来控制驱动阻尼量子Duffing振子的混沌度。这种控制完全依赖于测量对系统的反作用，使其成为一种独特的量子控制，并且只有由于混沌对测量的敏感性才是可能的。我们量化我们的控制的有效性，通过数值计算的量子李雅普诺夫指数在很宽的参数范围内。我们证明了自适应测量技术可以控制系统中混沌的发生，将量子经典边界进一步推向量子区域。
2019-01-11 nlin.CD quant-ph
Driven-Dissipative Dynamics of Atomic Ensembles in a Resonant Cavity II: Quasiperiodic Route to Chaos and Chaotic Synchronization
我们分析了两个原子系综的混沌动力学的起源和性质的驱动耗散的实验装置中，他们集体阻尼的坏腔模式和非相干泵浦的拉曼激光。从平均场方程出发，我们解释了混沌的出现准周期性-存在两个或两个以上的无公度频率。这被称为Ruelle-Takens-Newhouse通往混乱的道路。运动方程关于两个系综的互换具有$\mathbb{Z}_{2}$对称性。然而，这些方程的一些吸引子自发地打破了这种对称性。为了理解各种吸引子的出现和随后的性质，我们同时研究了平均场轨迹，庞加莱截面，最大和条件李雅普诺夫指数，和功率谱。使用Floquet分析，我们表明，准周期性诞生的非$\mathbb{Z}_{2}$对称振荡通过超临界Neimark-Sacker分岔。通过改变两个系综的能级间距失谐量和再抽运率，实现了两个混沌系综的同步。在这种情况下，由两个系综辐射的光的混沌强度波动是相同的。通过对同步流形的识别，我们将同步混沌的起源理解为$\mathbb{Z}_{2}$对称振荡的切分叉不稳定性。同步混沌在诞生之初是不稳定的。这个吸引子与其他吸引子的相互作用导致开关不稳定性，直到同步流形变得足够吸引。我们还发现，在边界附近的小口袋中的不同阶段的共存。
2020-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.CD
Tailoring Quantum Chaos With Continuous Quantum Measurements
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
通过连续量子测量调控量子混沌特征，实验显示监测强度和效率可增强量子混沌表现。
2026-10-09 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Canonical density matrices from eigenstates of mixed systems
统计力学基础的一个关键问题是孤立和封闭量子系统中平衡系综的出现。最近，人们预测在大量子多体系统的热力学（$N\rightarrow\infty$）极限下，几乎所有纯态的小子系统都会出现正则密度矩阵。这种典型性的概念被认为是源于子系统和环境之间的纠缠以及由此产生的多体态的内在量子复杂性。对于单个的本征态，它已被证明，局部可观的热特性提供的本征态热化假设成立，这需要系统是量子混沌。在本文中，我们研究了热态的出现在政权的量子模拟的混合相空间。具体而言，我们研究的出现时，从一个大的，但有限的量子系统的杂质嵌入在减少的杂质的正则密度矩阵的孤立的能量本征态。我们的系统可以通过一个单一的参数从量子可积性的量子混沌和相应的混合量子相空间的系统之间进行调谐。我们发现，找到一个规范的密度矩阵的概率减少时，有限多体系统的能量本征态的系综可以定量控制和调谐的量子混沌的程度。对于从量子可积性到量子混沌的过渡，我们发现正则本征态的分数与用Brody参数或Shannon熵度量的混沌度之间存在一个连续的、普适的（即与尺寸无关的）关系。
2022-12-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimental observation of time singularity in classical-to-quantum chaos transition
量子系统中混沌现象的出现一直是一个难以捉摸的课题。近年来，当大量的理论研究揭示了混沌在量子物理学中广泛的主题中的重要作用时，迫切需要在这一主题中取得实验进展。在这里，我们报告的第一个实验观察到的时间奇异性，这标志着一个经典到量子混沌过渡，并发现其起源于{ \it突变}系统的记忆行为。观察到的时间奇异性是“动态量子相变“（DQPT）的模拟-最近提出的规则系统-在混沌系统，但完全不同的物理起源。
2018-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Multifractal eigenstates of quantum chaos and the Thue-Morse sequence
我们分析了量子面包师映射的某些本征态，并使用Walsh-Hadamard变换证明了无处不在的Thue-Morse序列的出现，这是一个简单的序列，处于准周期性和混沌之间的边界，因此是量子混沌态的一个很好的范例。我们显示了一个家庭的状态，也简单地涉及到Thue-Morse序列，并强烈疤痕的短周期轨道和同宿的游览。我们给这些国家的近似表达式，并提供证据表明，这些和其他通用的国家是多重分形。
2005-05-26 cond-mat.other nlin.CD quant-ph
Probing quantum chaos in multipartite systems
在存在相互作用的情况下，理解多体系统中量子混沌的出现是具有挑战性的。我们发现，子系统的全球行为的贡献，可以通过探测的本地，总，和相互作用能的全计数统计。如在光谱形状因子中，时域中的量子混沌的签名指示特征函数中的斜坡-平台结构，即，特征值分布的傅里叶变换。通过这种方法，我们探讨了局部最大混沌的相互作用的子系统中的混沌的命运。全局量子混沌可以在强耦合下被抑制，如随机矩阵哈密顿量和Sachdev-Ye-Kitaev模型的耦合副本所示。我们的方法是服从实验实施使用单量子比特干涉。
2022-08-22 cond-mat.stat-mech hep-th nlin.CD
Fock-space delocalization and the emergence of the Porter-Thomas distribution from dual-unitary dynamics
本文研究自对偶踢动Ising模型中初始直积态在Fock空间的退局域化，证明逆参与比指数快速趋近Haar随机态值并涌现Porter-Thomas分布，且时间尺度与系统尺寸无关，表明对偶幺正线路在制备随机态方面效率最高。
2024-08-05 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Quantum signatures of chaos in a cavity-QED-based stimulated Raman adiabatic passage
非线性受激拉曼绝热过程（STIRAP）是一个动态探索混沌和非混沌相的有趣物理过程。在最近的论文Phys.Rev.Res.2，042004（R）（2020）中，这种现象在腔QED平台中实现。在那里，混沌的出现及其对STIRAP效率的影响主要表现在半经典极限。在本文中，我处理的问题，在一个完全量子多体框架。为了提取经典混沌系统的量子特征，我们证明了一个超时间有序相关器（OTOC）可以精确地捕获系统的混沌/非混沌特征。OTOC的预测结果与经典的李雅普诺夫指数（LE）量化的混沌相匹配。此外，它表明，对应于半经典的后续状态的量子路线遇到的单粒子纯度下降的混沌相内，描绘了混沌的后果。通过混沌相的动力学与多体量子态的扩展和参与的绝热本征态的数目的不可逆增加相关联。
2020-11-26 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Random Wave Functions with boundary and normalization constraints: Quantum statistical physics meets quantum chaos
我们提出了一个改进的版本的Berry的anonymable准确地将边界的存在和正确的正常化的本征函数到一个合奏的随机波。然后，我们重新制定的随机波猜想表明，在其新的版本，这是一个声明的普遍性质的本征函数波动系统的混沌经典动力学。普适结果的出现需要同时使用半经典方法和对量子统计物理中一个非常古老的问题的新展开
2008-01-08 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
A comparison between classical and Bohmian quantum chaos
本研究针对含两个相互作用谐振子的二维系统，比较不同相互作用强度下经典轨迹与玻姆量子轨迹的混沌特性，发现玻姆轨迹长期均会出现混沌，且混沌出现时间与振子相互作用强度相关。
2024-09-18 math-ph math.MP nlin.CD
