Zaman Dışı Sıralı Korelatörler (OTOC'ler), kuantum dinamiklerinde kaosun nasıl ortaya çıktığını açıklayan yeni bir gözlemlenebilir ailesidir. Kuantum yankıları (Quantum Echoes) adı verilen bir kuantum hesaplama göreviyle ölçülen OTOC'ler, kuantum sistemlerinin karmaşık davranışlarını anlamak için kritik bir araç sunar. Bu korelatörler, kuantum gözlem değerleri olarak doğrulanabilir sonuçlar üretir; bu da onları, kaotik kuantum durumlarından bit dizileri örneklemesi gibi pratik kullanımı az olan yaklaşımların aksine, farklı kuantum bilgisayarlarda tutarlı kılan önemli bir özelliktir. Bu doğrulanabilirlik ve geniş uygulanabilirlik, OTOC'lerin gerçek dünya problemlerinin kuantum bilgisayarlarla çözülmesinde net bir yol haritası sunar. Fiziksel olarak, bir OTOC, bir dizi kuantum işleminden sonra tek bir kübitin durumunu temsil eder.
OTOC'lerin ölçümü, Quantum Echoes algoritması aracılığıyla gerçekleştirilir. Bu algoritma, kaotik bir kuantum sistemindeki bir bozulmanın etkilerini zaman tersine çevirme yoluyla inceler. Süreç, tüm kübitlerin başlangıçta bağımsız olduğu bir "ileri" evrim (U) ile başlar ve rastgele kuantum devreleri aracılığıyla sistemin kaotik bir duruma ulaşmasını sağlar. Ardından, bir kübite tek kübitlik bir işlem (B) ile bir bozulma uygulanır. Daha sonra sistem, U'nun tersi olan "geri" evrim (U†) geçirir. Bu devre dizisinin sonunda, başlangıçta prob olarak hazırlanan kübite tek kübitlik bir işlem (M) uygulanır. Bu tam prosedürün bir veya iki kez tekrarlanmasıyla birinci veya ikinci dereceden OTOC'ler elde edilir. Önemli olarak, eğer B bozulması olmasaydı, ileri (U) ve geri (U†) evrim sistemi başlangıçtaki bağımsız kübit durumuna geri döndürecekti. Ancak B bozulmasının eklenmesi, bir "kelebek etkisi"ni tetikler ve sistem, bozulmuş ileri ve geri evrimden sonra başlangıç durumundan önemli ölçüde farklı, kaotik bir durumda son bulur.
Yüksek dereceli OTOC'ler, çok cisimli girişim olarak da bilinen karmaşık kuantum girişim etkilerini gösterir. Bu süreç, B ve M bozulmalarının sistemin yollarını kusurlu aynalar gibi değiştirerek işlev gördüğü geleneksel bir interferometreye benzer. OTOC'ler, kuantum kaosunu nicel olarak ölçme ve kuantum sistemlerinin temel dinamiklerini anlama konusunda derinlemesine içgörüler sunarak, kuantum hesaplama ve temel fizik araştırmaları için büyük önem taşır.
Kuantum dinamiklerindeki kaosun doğasını ve karmaşık kuantum sistemlerinin davranışlarını anlamak için doğrulanabilir bir yöntem sunarak kuantum hesaplamanın gerçek dünya uygulamalarına kapı aralıyor.