<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD with OASIS Tables with MathML3 v1.2d1 20170631//EN" "JATS-journalpublishing-oasis-article1-mathml3.dtd">
<article article-type="research-article" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:oasis="http://www.niso.org/standards/z39-96/ns/oasis-exchange/table"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">PRD</journal-id><journal-id journal-id-type="coden">PRVDAQ</journal-id><journal-title-group><journal-title>Physical Review D</journal-title><abbrev-journal-title>Phys. Rev. D</abbrev-journal-title></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2470-0010</issn><issn pub-type="epub">2470-0029</issn><publisher><publisher-name>American Physical Society</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-major"><subject>ARTICLES</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-minor"><subject>String theory, quantum gravity, gauge/gravity duality</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Quantum chaos, thermalization, and entanglement generation in real-time simulations of the Banks-Fischler-Shenker-Susskind matrix model</article-title><alt-title alt-title-type="running-title">QUANTUM CHAOS, THERMALIZATION, AND …</alt-title><alt-title alt-title-type="running-author">P. V. BUIVIDOVICH, M. HANADA, AND A. SCHÄFER</alt-title></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name><surname>Buividovich</surname><given-names>P. V.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a1 a2"><sup>1,2</sup></xref><xref ref-type="author-notes" rid="n1"><sup>,*</sup></xref></contrib><contrib contrib-type="author"><name><surname>Hanada</surname><given-names>M.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a3"><sup>3</sup></xref><xref ref-type="author-notes" rid="n2"><sup>,†</sup></xref></contrib><contrib contrib-type="author"><name><surname>Schäfer</surname><given-names>A.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a2"><sup>2</sup></xref><xref ref-type="author-notes" rid="n3"><sup>,‡</sup></xref></contrib><aff id="a1"><label><sup>1</sup></label>Institut für Theoretische Physik, <institution>Justus-Liebig-Universität</institution>, Giessen 35392, Germany</aff><aff id="a2"><label><sup>2</sup></label>Institute of Theoretical Physics, <institution>University of Regensburg</institution>, Universitätsstrasse 31, Regensburg D-93053 Germany</aff><aff id="a3"><label><sup>3</sup></label>School of Physics and Astronomy, and STAG Research Centre, <institution>University of Southampton</institution>, Southampton SO17 1BJ, United Kingdom</aff></contrib-group><author-notes><fn id="n1"><label><sup>*</sup></label><p><email>pavel.buividovich@physik.uni-regensburg.de</email></p></fn><fn id="n2"><label><sup>†</sup></label><p><email>hanadamasanori@gmail.com</email></p></fn><fn id="n3"><label><sup>‡</sup></label><p><email>andreas.schaefer@physik.uni-regensburg.de</email></p></fn></author-notes><pub-date iso-8601-date="2019-02-19" date-type="pub" publication-format="electronic"><day>19</day><month>February</month><year>2019</year></pub-date><pub-date iso-8601-date="2019-02-15" date-type="pub" publication-format="print"><day>15</day><month>February</month><year>2019</year></pub-date><volume>99</volume><issue>4</issue><elocation-id>046011</elocation-id><pub-history><event><date iso-8601-date="2018-11-16" date-type="received"><day>16</day><month>November</month><year>2018</year></date></event></pub-history><permissions><copyright-statement>Published by the American Physical Society</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year><copyright-holder>authors</copyright-holder><license license-type="creative-commons" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><license-p content-type="usage-statement">Published by the American Physical Society under the terms of the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International</ext-link> license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article’s title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP<sup>3</sup>.</license-p></license></permissions><abstract><p>We study numerically the onset of chaos and thermalization in the Banks-Fischler-Shenker-Susskind (BFSS) matrix model with and without fermions, considering Lyapunov exponents, entanglement generation, and quasinormal ringing. We approximate the real-time dynamics in terms of the most general Gaussian density matrices with parameters which obey self-consistent equations of motion, thus extending the applicability of real-time simulations beyond the classical limit. Initial values of these Gaussian density matrices are optimized to be as close as possible to the thermal equilibrium state of the system. Thus attempting to bridge between the low-energy regime with a calculable holographic description and the classical regime at high energies, we find that quantum corrections to classical dynamics tend to decrease the Lyapunov exponents, which is essential for consistency with the Maldacena-Shenker-Stanford bound at low temperatures. The entanglement entropy is found to exhibit an expected “scrambling” behavior—rapid initial growth followed by saturation. At least at high temperatures the entanglement saturation time appears to be governed by classical Lyapunov exponents. Decay of quasinormal modes is found to be characterized by the shortest timescale of all. We also find that while the bosonic matrix model becomes nonchaotic in the low-temperature regime, for the full BFSS model with fermions the leading Lyapunov exponent, entanglement saturation time, and decay rate of quasinormal modes all remain finite and nonzero down to the lowest temperatures.</p></abstract><funding-group><award-group award-type="project"><funding-source country="DE"><institution-wrap><institution>Deutsche Forschungsgemeinschaft</institution><institution-id institution-id-type="doi" vocab="open-funder-registry" vocab-identifier="10.13039/open-funder-registry">10.13039/501100001659</institution-id></institution-wrap></funding-source><award-id>BU2626/3-1</award-id></award-group><award-group award-type="grant"><funding-source country="JP"><institution-wrap><institution>Japan Society for the Promotion of Science</institution><institution-id institution-id-type="doi" vocab="open-funder-registry" vocab-identifier="10.13039/open-funder-registry">10.13039/501100001691</institution-id></institution-wrap></funding-source><award-id>17K14285</award-id></award-group><award-group award-type="award"><funding-source country="US"><institution-wrap><institution>U.S. Department of Energy</institution><institution-id institution-id-type="doi" vocab="open-funder-registry" vocab-identifier="10.13039/open-funder-registry">10.13039/100000015</institution-id></institution-wrap></funding-source><award-id>DE-SC0017905</award-id></award-group></funding-group><counts><page-count count="28"/></counts><custom-meta-group><custom-meta><meta-name>marker</meta-name><meta-value>D_SUGG</meta-value></custom-meta></custom-meta-group></article-meta></front><body><sec id="s1"><label>I.</label><title>INTRODUCTION</title><p>Our understanding of quantum chaos has significantly advanced in recent years due to numerous correspondences between chaotic systems and black holes. In particular, it was argued that physical systems which are holographically dual to black holes are maximally chaotic, with the Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) model <xref ref-type="bibr" rid="c1 c2">[1,2]</xref> and the Banks-Fischler-Shenker-Susskind (BFSS) model (supersymmetric matrix model) <xref ref-type="bibr" rid="c3 c4 c5">[3–5]</xref> being notable examples on the quantum field theory (QFT) side. More generally, matrix quantum mechanics provides a rather generic system for studying quantum chaos <xref ref-type="bibr" rid="c6 c7 c8">[6–8]</xref>. Despite this progress, many questions remain open. First of all, a direct demonstration of maximal chaos from the QFT side remains an open problem, with the important exception of the SYK model. A better understanding of the chaotic dynamics of non-Abelian gauge fields is also important for the description of early stages of heavy-ion collisions <xref ref-type="bibr" rid="c9 c10 c11">[9–11]</xref>. Obviously, for real QCD which should describe this process, holographic duality is not directly applicable. These problems motivate the development of numerical methods for studying quantum real-time dynamics of gauge theories <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13 c14">[12–14]</xref>.</p><p>Quantum chaos can be described quantitatively in terms of the exponential growth of the out-of-time-order correlators (OTOCs) <disp-formula id="d1"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><label>(1)</label></disp-formula>of suitable operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c15 c16 c17">[15–17]</xref>. In the semiclassical regime, the growth of OTOCs <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref> is governed by the leading classical Lyapunov exponent <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of a system, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, at sufficiently large <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p><p>Exponential growth of OTOCs has to be contrasted with the time dependence of the conventional time-ordered correlators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which are related to dissipative transport responses. Such time-ordered correlators typically exhibit exponentially decaying oscillations characterized by complex-valued quasinormal frequencies <xref ref-type="bibr" rid="c18">[18]</xref>, the so-called quasinormal ringing <xref ref-type="bibr" rid="c19 c20">[19,20]</xref>.</p><p>While in classical systems Lyapunov exponents can be arbitrarily large, a universal Maldacena-Stanford-Shenker (MSS) bound<fn id="fn1"><label><sup>1</sup></label><p>We have set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo>ℏ</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">B</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></fn> <disp-formula id="d2"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:math><label>(2)</label></disp-formula>on the coefficient of exponential growth of out-of-time-order correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref> can be derived in quantum theory under some mild assumptions based on analyticity properties of the OTOCs <xref ref-type="bibr" rid="c17">[17]</xref>. This bound is expected to be saturated by physical systems which admit a holographic dual description in terms of black holes in weakly coupled gravity (i.e., <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>large</mml:mi><mml:mtext>-</mml:mtext><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, strong coupling limit of holographic QFT). This could be explicitly demonstrated in the SYK model <xref ref-type="bibr" rid="c2">[2]</xref>, which is expected to be holographically dual to a nearly extremal black hole near zero temperature <xref ref-type="bibr" rid="c1 c2">[1,2]</xref>.</p><p>The BFSS model <xref ref-type="bibr" rid="c3 c4 c5">[3–5]</xref>, obtained by reducing the (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>)-dimensional supersymmetric Yang-Mills theory down to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> dimensions, has a significantly richer dynamics than the SYK model and also admits a well-defined dual holographic description <xref ref-type="bibr" rid="c21">[21]</xref> in terms of black zero brane in the type IIA superstring theory. The BFSS model is also expected to saturate the MSS bound <xref ref-type="disp-formula" rid="d2">(2)</xref> in the strong-coupling regime at a sufficiently low temperature; actually this is the first model in the literature which has been conjectured to be a “fast scrambler” <xref ref-type="bibr" rid="c8">[8]</xref>. While the BFSS model is known to be classically chaotic and various aspects near the classical limit have been studied <xref ref-type="bibr" rid="c22 c23 c24 c25 c26 c27 c28 c29 c30 c31">[22–31]</xref>, so far not much is known about its real-time dynamics in the quantum regime because of the absence of suitable first-principle methods for real-time evolution of many-body quantum systems. Note that, for exactly solvable <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> vector models at large <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the quantum Lyapunov exponents are parametrically suppressed as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c32 c33">[32,33]</xref>.</p><p>Quantum entanglement between different degrees of freedom (d.o.f.) offers a complementary language for a quantitative description of quantum chaos. It is expected that for strongly interacting chaotic systems all d.o.f. become highly entangled under quantum evolution <xref ref-type="bibr" rid="c8 c34">[8,34]</xref>, even if the initial state is a direct product <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of states <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> of subsystems <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The entanglement entropy is expected to exhibit a rapid growth at early times followed by saturation at late times, when the system has already “scrambled” the information contained in subsystem states <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c8 c35">[8,35]</xref>. In the semiclassical approximation, the growth rate of entanglement entropy at early times is determined by the classical Lyapunov exponents <xref ref-type="bibr" rid="c36 c37">[36,37]</xref>. However, beyond the semiclassical approximation the relation between Lyapunov exponents and growth of entanglement entropy could only be demonstrated for quadratic (or approximately quadratic) Hamiltonians <xref ref-type="bibr" rid="c36 c37 c38">[36–38]</xref> and for models with discrete time evolution <xref ref-type="bibr" rid="c35">[35]</xref>.</p><p>In this paper we report on numerical studies of quantum corrections to the real-time dynamics of the thermal states of the BFSS model and its bosonic sector (bosonic matrix model), addressing in particular quantum corrections to Lyapunov exponents, the relation between Lyapunov exponents and entanglement entropy generation, and quasinormal ringing. We find that quantum corrections from the bosonic sector of the model tend to make the system less chaotic and less dissipative, whereas the contribution of Majorana fermions works in the opposite direction. The characteristic Lyapunov time, entanglement saturation time, and decay time of quasinormal ringing become very long for the bosonic matrix model at sufficiently low temperatures, which roughly correspond to the confinement regime <xref ref-type="bibr" rid="c39 c40">[39,40]</xref>. In contrast, for the full BFSS model with fermions these characteristic timescales remain finite even at the lowest energy accessible in our simulations. While at low temperatures at which the MSS bound is expected to be saturated, our approximation is most likely too crude to capture the full dynamics of the model, and our results suggest that quantum corrections from bosonic and fermionic sectors work in a way which is consistent with the MSS bound at lower temperatures and which evades the naive violation of MSS bound by classical Lyapunov exponents <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c25">[25]</xref> at sufficiently small <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p><p>We further demonstrate that the characteristic saturation time for the entanglement entropy is in general shorter than the Lyapunov time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> defined by the leading Lyapunov exponent <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. It appears to be governed by the classical, rather than quantum, leading Lyapunov exponent. The characteristic decay time of quasinormal ringing is found to be the shortest timescale of all.</p><p>In order to simulate the real-time dynamics of the BFSS model, we approximate the density matrix of the system by the most general Gaussian function with time-dependent parameters which obey self-consistent equations of motion. Such an approach, which we will refer to as the Gaussian state approximation, is closely related to the semiclassical approximation <xref ref-type="bibr" rid="c41 c42">[41,42]</xref> and is extensively used in the context of quantum chemistry <xref ref-type="bibr" rid="c41 c43">[41,43]</xref>. For interacting many-body systems which admit a second-quantized QFT description, such as the tight-binding description of electron gas in solids, the time-dependent Gaussian state approximation for QFT is equivalent to the time-dependent Hartree-Fock approximation (see e.g., Chapter 12 of <xref ref-type="bibr" rid="c44">[44]</xref>) for the first-quantized many-body Hamiltonian. For fermionic fields interacting with classical gauge fields, this approximation is equivalent to the classical-statistical field theory (CSFT) approximation which is by now a standard tool to study real-time dynamics of fermions interacting with highly occupied soft modes of gauge fields <xref ref-type="bibr" rid="c14">[14]</xref>. An important property of the Gaussian state approximation is that it evolves pure states into pure states (see Appendix <xref ref-type="app" rid="app3">C</xref> for the proof), which allows one to study quantum entanglement in a consistent way.</p><p>As discussed in <xref ref-type="bibr" rid="c45 c46">[45,46]</xref>, for classically chaotic systems the Gaussian state approximation, surprisingly, works even better than for systems which exhibit regular classical motion and rather accurately describes the quantum evolution at the timescales of order of the classical Lyapunov time. Only some subtle late-time phenomena such as the wave-packet revival are not captured <xref ref-type="bibr" rid="c47">[47]</xref>. In <xref ref-type="bibr" rid="c48">[48]</xref> we have also compared the Gaussian state approximation with the numerical solution of the Schrödinger equation for a simple classically chaotic Hamiltonian with two bosonic d.o.f. <xref ref-type="bibr" rid="c49">[49]</xref> which closely resembles the bosonic matrix model, and we found a good agreement for evolution times <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> less than approximately two Lyapunov times in both quantum and classical regimes. These observations suggest that the Gaussian state approximation should be at least qualitatively accurate for the description of real-time thermalization at timescales comparable with the classical Lyapunov time.</p><p>In the context of the BFSS model, one of the limitations of the Gaussian state approximation is that the gauge symmetry constraints cannot be fully respected. As a consequence, our simulations correspond to the ungauged version of the BFSS or bosonic matrix models, where no gauge constraints are imposed on the state vectors. Fortunately, the differences between the gauged and ungauged models appear to be minor at least at low temperatures, as conjectured recently in <xref ref-type="bibr" rid="c50">[50]</xref> and demonstrated numerically in <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref>. Yet another argument in favor of accuracy of the Gaussian state approximation is that, as we will demonstrate, it reproduces the numerical results for the equation of state of the ungauged bosonic matrix model <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref> within a few percent accuracy all the way from low to high temperatures.</p><p>We start our discussion in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s2">II</xref> by briefly reviewing the BFSS model and setting up the notations to be used in the rest of the paper. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s3">III</xref> we explain the Gaussian state approximation for the real-time dynamics of the BFSS model. This approximation is rather general and can easily be extended to other models which admit Hamiltonian formulation. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s4">IV</xref> we discuss the initial state used in our simulations, which we require to resemble the thermal equilibrium state as closely as possible. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s5">V</xref> we present our numerical results. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s5a">V A</xref> we demonstrate that quantum corrections make Lyapunov exponents smaller than in the classical system, thus being in agreement with the MSS bound <xref ref-type="disp-formula" rid="d2">(2)</xref>. We also clarify the relation of our results to out-of-time order correlators of the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref>. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s5b">V B</xref> we study real-time evolution of entanglement entropy and discuss the relation between entanglement generation and Lyapunov exponents. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s5c">V C</xref> we consider quasinormal ringing and the temperature dependence of complex-valued quasinormal frequencies. In the concluding Sec. <xref ref-type="sec" rid="s6">VI</xref> we summarize our findings and outline some directions for further work. Technical details of our simulations are described in Appendixes <xref ref-type="app" rid="app1 app2 app3 app4 app5">A–E</xref>.</p></sec><sec id="s2"><label>II.</label><title>A BRIEF REVIEW OF THE BFSS MODEL</title><p>In this paper we use the following representation of the Hamiltonian of the BFSS matrix model <xref ref-type="bibr" rid="c3">[3]</xref>: <disp-formula id="d3"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo id="d3a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d3a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(3)</label></disp-formula>In this expression and throughout the paper we use the following notations and conventions: <list list-type="roman-lower"><list-item><label>(i)</label><p><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are canonically conjugate bosonic coordinate and momentum operators with commutation relations <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which have dimensions of (Mass) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>Mass</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, respectively. This is a natural convention because <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> correspond in fact to the components of the gauge field vector in (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>)-dimensional super-Yang-Mills theory.</p></list-item><list-item><label>(ii)</label><p>The indices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>⋯</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> label the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:math></inline-formula> spatial coordinates.</p></list-item><list-item><label>(iii)</label><p>The indices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>⋯</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> label the elements of the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Lie algebra—that is, the algebra of traceless Hermitian <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> matrices.</p></list-item><list-item><label>(iv)</label><p><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the structure constants of the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Lie algebra, with the generators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> normalized as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p></list-item><list-item><label>(v)</label><p><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the t’Hooft coupling constant which is kept fixed when taking the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>large</mml:mi><mml:mtext>-</mml:mtext><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> limit. The standard ’t Hooft limit is realized by scaling the energy to be of order <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has a dimension of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>Mass</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, and without loss of generality we can set it to unity by expressing all dimensionful quantities in units of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p></list-item><list-item><label>(vi)</label><p><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>†</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the dimensionless Majorana fermionic operators with anticommutation relations <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The indices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math></inline-formula> run from 1 to 16. They correspond to the 16 elements of Weyl-Majorana spinors in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> dimensions before dimensional reduction.</p></list-item><list-item><label>(vii)</label><p><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>⋯</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:math></inline-formula> are the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>nine</mml:mi><mml:mtext>-</mml:mtext><mml:mi>dimensional</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> analogues of the Pauli matrices, which are traceless, real, symmetric <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>16</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn>16</mml:mn></mml:math></inline-formula> matrices with anticommutation relations <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (see Appendix <xref ref-type="app" rid="app5">E</xref> for explicit construction and useful identities).</p></list-item></list>A nice summary of formulas for the BFSS model can be also found e.g., in <xref ref-type="bibr" rid="c51">[51]</xref>.</p><p>Getting rid of explicit Lie algebra indices and treating <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> Hermitian traceless matrices, we can also write the Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> as <disp-formula id="d4"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(4)</label></disp-formula>where the commutators and traces are understood as operations on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> matrices, rather than quantum-mechanical traces, and the t’Hooft coupling <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is already set to unity.</p><p>The representation <xref ref-type="disp-formula" rid="d4">(4)</xref> makes it obvious that the Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> is invariant under the simultaneous unitary similarity transformations of all the matrices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, which are generated by the operator <disp-formula id="d5"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math><label>(5)</label></disp-formula>acting as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on any operator <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> which transforms under the adjoint representation of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, e.g., <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. This symmetry is a remnant of the gauge symmetry of the (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>)-dimensional super-Yang-Mills theory, from which the BFSS Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> can be obtained by dimensional reduction. Correspondingly, the physical Hilbert space is defined by imposing the constraint <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on physical states.</p><p>On the space of physical states defined by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the BFSS Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> also commutes with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>16</mml:mn></mml:math></inline-formula> supersymmetry generators <disp-formula id="d6"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(6)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p></sec><sec id="s3"><label>III.</label><title>GAUSSIAN STATE APPROXIMATION FOR THE REAL-TIME DYNAMICS OF THE BFSS MODEL</title><p>In this section, we explain how the Gaussian state approximation is obtained by truncating the full equations of motion (Heisenberg equations) <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for the canonical coordinate operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>: <disp-formula-group id="d7"><label>(7)</label><disp-formula id="d7a"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(7a)</label></disp-formula><disp-formula id="d7b"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(7b)</label></disp-formula><disp-formula id="d7c"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(7c)</label></disp-formula></disp-formula-group></p><p>Averaging these equations of motion over some density matrix, we can express the time derivatives of the expectation values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> in terms of equal-time correlators of up to three operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, and/or <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>. The equations of motion for these correlators would include correlators with an even larger number of operators, and we would obtain an infinite hierarchy of equations similar to the Schwinger-Dyson equations which cannot be treated either numerically or analytically without further approximations.</p><p>In order to obtain a treatable approximation to the full Heisenberg equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d7">(7)</xref> which involves only a finite number of variables, let us restrict the time-dependent density matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to be the most general Gaussian functional of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> with time-dependent parameters <xref ref-type="bibr" rid="c41 c43">[41,43]</xref> (where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> are the eigenstates of the bosonic and fermionic operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>). In other words, the matrix elements <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be represented as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the most general quadratic polynomial of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> with a time-dependent normalization factor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Such Gaussian density matrices can be unambiguously parametrized in terms of one- and two-point correlators of canonical variables due to Wick’s theorem. Therefore, by using the Gaussian density matrix, all the equal-time correlators of the canonical variables <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are expressed in terms of one-point and two-point correlators. Let us introduce the following concise notation: <disp-formula id="d8"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo id="d8a1">≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d8a1">≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d8a1">≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d8a1">≡</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d8a1">≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d8a1">≡</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d8a1">≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d8a1">≡</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(8)</label></disp-formula>Symmetrization of the product of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> operators in the last definition ensures the real valuedness of the equal-time correlator <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and it also allows us to work with Wigner functions in a more straightforward way (see below). While it is possible to introduce the mixed bosonic-fermionic correlators of the forms <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and fermionic one-point functions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> as well, one can straightforwardly demonstrate that if they vanish in the initial state, they remain zero during all the subsequent evolutions. Since states with nonzero expectation values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> are rather exotic excited states, we restrict our analysis to initial states where only the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref> are nonzero. We note that these correlators can also be put in one-to-one correspondence with the Green functions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on the Keldysh contour parametrized by time variables <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> on the forward and backward branches, respectively. Throughout the paper we will often refer to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> as the classical coordinates and momenta. This interpretation is justified when <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is sufficiently localized.</p><p>Averaging Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d7">(7)</xref> over the Gaussian density matrix characterized by the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref> and applying Wick’s theorem, we obtain the following equations for the time evolution of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>: <disp-formula-group id="d9"><label>(9)</label><disp-formula id="d9a"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(9a)</label></disp-formula><disp-formula id="d9b"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo id="d9ba1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d9ba1">-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d9ba1">-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(9b)</label></disp-formula></disp-formula-group></p><p>To make our approximation self-consistent, we also need to describe the time evolution of the two-point correlators which enter Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref>. To this end let us write down the Heisenberg equations governing the time evolution of the composite operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>: <disp-formula-group id="d10"><label>(10)</label><disp-formula id="d10a"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(10a)</label></disp-formula><disp-formula id="d10b"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d10ba1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d10ba1">-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(10b)</label></disp-formula><disp-formula id="d10c"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo id="d10ca1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d10ca1">+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">↔</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(10c)</label></disp-formula><disp-formula id="d10d"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(10d)</label></disp-formula></disp-formula-group></p><p>We can again average these equations over our Gaussian density matrix and apply Wick’s theorem. This is straightforward for all equations except <xref ref-type="disp-formula" rid="d10c">(10c)</xref>, where one has to express the expectation values of the form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in terms of two-point functions <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>. Since <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> do not commute, one cannot treat them as ordinary commuting numbers, and the application of Wick’s theorem is not straightforward. Indeed, when averaging all other equations we have implicitly used a representation of the density matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:math></inline-formula> in terms of the eigenstates of either <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> operators, which is obviously a Gaussian functional in both cases. Such a representation cannot be used for correlators which contain both <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> operators. A simple solution to this problem is to use the Wigner transform <disp-formula id="d11"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(11)</label></disp-formula>of the density matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>. If <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> is a Gaussian functional of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula>, the Wigner transform <xref ref-type="disp-formula" rid="d11">(11)</xref> is also a Gaussian functional of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Using the definition <xref ref-type="disp-formula" rid="d11">(11)</xref>, one can show that the “classical” phase space integrals of the form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are related to the vacuum expectation value of the symmetrized operator product <disp-formula id="d12"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d12a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>O</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(12)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be any operator which commutes with all operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. Since the left-hand side of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d12">(12)</xref> is a Gaussian integral over ordinary commuting variables, we can apply Wick’s theorem to the symmetrized operator products such as the ones on the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="d12">(12)</xref>.</p><p>Since we have assumed that the only nonzero correlator with fermions is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, fermionic terms in our Gaussian density matrix completely decouple from the bosonic ones and can safely be disregarded in the above considerations. In fact, we do not even need Wick’s theorem for fermions, since correlators with more than two fermionic operators never appear in our equations of motion.</p><p>Symmetrizing the operator products in the expectation values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="d10c">(10c)</xref> and convoluting all Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d10">(10)</xref> with a Gaussian Wigner transform of the density matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, we obtain the following equations for the time evolution of the two-point correlators in <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>: <disp-formula-group id="d13"><label>(13)</label><disp-formula id="d13a"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(13a)</label></disp-formula><disp-formula id="d13b"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo id="d13ba1">=</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d13ba1">-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d13ba1">-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(13b)</label></disp-formula><disp-formula id="d13c"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d13ca1">=</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d13ca1">-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d13ca1">-</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d13ca1">+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">↔</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(13c)</label></disp-formula><disp-formula id="d13d"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d13da1">+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(13d)</label></disp-formula></disp-formula-group></p><p>Note that equations of motion for the bosonic two-point correlators do not contain fermionic correlators. Fermions only affect the dynamics due to the coupling to the expectation values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which enter Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13a">(13a)</xref>–<xref ref-type="disp-formula" rid="d13c">(13c)</xref> via the disconnected correlators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p><p>Equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> provide a full and consistent system of equations for the time evolution of the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>. In particular, one can show that these equations conserve the expectation values of the Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> and the angular momentum <xref ref-type="disp-formula" rid="da1">(A1)</xref>, provided these are also expressed in terms of the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref> using Wick’s theorem. Explicit expressions for these conserved quantities are given in Appendix <xref ref-type="app" rid="app1">A</xref>. On the other hand, supersymmetry generators <xref ref-type="disp-formula" rid="d6">(6)</xref> are not conserved; see Appendix <xref ref-type="app" rid="app1">A</xref> for a detailed discussion.</p><p>The conservation of the generators of the gauge transformations <xref ref-type="disp-formula" rid="d5">(5)</xref> is important for what follows and requires a special discussion. One can show that, similar to the energy and the angular momentum, Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> conserve the expectation values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the gauge constraint, which we require to vanish in the initial state of our system. The gauge constraint <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the full quantum treatment is, however, much stronger and is equivalent to the vanishing of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> for an arbitrary state vector <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula>. It is straightforward to check that there is no normalizable Gaussian wave function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> which satisfies the equation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. The Gaussian state approximation is thus only able to describe the ungauged versions of the BFSS model and the bosonic matrix model. Since the BFSS model is only supersymmetric on the space of gauge-invariant states, we also conclude that supersymmetry cannot be preserved within the Gaussian state approximation (see Appendix <xref ref-type="app" rid="app1">A</xref> for a more detailed discussion).</p><p>Fortunately, as discussed recently in <xref ref-type="bibr" rid="c39 c50">[39,50]</xref>, the physics of the bosonic matrix model and the BFSS model does not strongly depend on gauging. More precisely, gauged and ungauged theories are expected to be the same up to the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> correction at low temperature, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math></inline-formula> is an order one constant. Their behavior in the high-temperature region is also qualitatively the same; in particular, the real-time aspects in the gauge singlet sector are exactly the same in the high-temperature limit, if the energies are taken to be the same. The description of the ungauged bosonic matrix model within the Gaussian state approximation appears to be rather good, as suggested by the comparison of the thermodynamic equation of state with numerical data of <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref> in Sec. IV.</p><p>Another important property of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> is that they evolve pure states into pure states and, more generally, conserve the von Neumann entropy of the density matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> (see Appendix <xref ref-type="app" rid="app3">C</xref>). This allows one to study quantum entanglement between different d.o.f. in a meaningful way; see Sec. <xref ref-type="sec" rid="s5b">V B</xref>. Still, one has to keep in mind that the Gaussian state approximation does not describe a unitary evolution. In particular, scalar products between different Gaussian states and expectation values such as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> should be conserved for unitary evolution described by the operator <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, but are not conserved within the Gaussian state approximation. This is because the energy eigenstates are not necessarily Gaussian.</p><p>Similar to the full Schrödinger equation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which can be obtained by extremizing the “quantum” action <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> over all possible time histories of a unit state vector <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula>, Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> can be obtained by restricting this extremization to the space of all possible time-dependent Gaussian states <xref ref-type="bibr" rid="c43">[43]</xref>. One can also interpret <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> as classical equations of motion which follow from a certain extension of the classical Hamiltonian <xref ref-type="bibr" rid="c41 c43">[41,43]</xref>. This property allows one to identify a symplectic structure of these equations (see Appendix <xref ref-type="app" rid="app3">C</xref>) and devise stable leapfrog-type numerical integrators.</p><p>In contrast to the full Schrödinger equation for the Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref>, Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> contain a finite number of variables which scales only polynomially with the number of d.o.f., which allows for an efficient numerical solution even for large physical systems. In particular, this mild scaling is a motivation for using the Gaussian state approximation to study quantum real-time dynamics in quantum chemistry <xref ref-type="bibr" rid="c41 c43">[41,43]</xref>. In our case, the most computationally intensive part of the simulations is the solution of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13b">(13b)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13c">(13c)</xref>. CPU time usage is dominated by the calculation of the terms <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on the right-hand sides of <xref ref-type="disp-formula" rid="d13b">(13b)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13c">(13c)</xref>. The structure of Wick contractions in these terms allows one neither to use the functions which calculate a single commutator nor to save time by contracting some of the spatial indices prior to contracting the matrix indices. Naively, index contractions in these terms require <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> floating-point operations. By explicitly taking into account the structure of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> tensors we have achieved an <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> scaling, which is still significantly more dramatic than the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> scaling for the simulations of the classical dynamics, and thus significantly limits the range of accessible <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> values.</p><p>In this work we consider three different approximations to the full real-time dynamics of the BFSS model <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref>, all of which can be obtained from Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref>: <list list-type="order"><list-item><label>(1)</label><p><italic>Classical dynamics</italic> of the Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref>. The corresponding equations of motion are obtained from Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> by setting all two-point correlators to zero. Since there is no classical limit for fermionic dynamics, fermions are completely neglected in this approximation. The classical approximation becomes quantitatively exact for both the bosonic matrix model and the full BFSS model at asymptotically high energies/temperatures.</p></list-item><list-item><label>(2)</label><p>Real-time dynamics of the ungauged <italic>bosonic matrix model</italic> in the Gaussian state approximation, which corresponds to the Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> and Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> without fermionic terms. In contrast to the full BFSS model, at low temperatures the bosonic matrix model is expected to be in the confinement regime <xref ref-type="bibr" rid="c52">[52]</xref> with finite ground-state energy. While in the ungauged bosonic matrix model there is no strict notion of confinement and the high- and low-temperature regimes appear to be smoothly connected, at sufficiently low temperatures physical observables in the gauged and in the ungauged models become exponentially close <xref ref-type="bibr" rid="c39 c50">[39,50]</xref>.</p></list-item><list-item><label>(3)</label><p>Real-time dynamics of the full ungauged <italic>BFSS model</italic> in the Gaussian state approximation.</p></list-item></list></p></sec><sec id="s4"><label>IV.</label><title>THERMAL INITIAL CONDITIONS AND EQUATION OF STATE</title><p>Equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> which approximately describe the real-time dynamics of the BFSS model should still be supplemented with suitable initial conditions. In this paper, we are mostly interested in the real-time responses of thermal and nearly thermal states. Hence we take the initial conditions to reproduce the properties of thermal equilibrium states of the ungauged bosonic matrix model and the ungauged BFSS model as close as possible. In this section we explicitly construct such initial conditions within the Gaussian state approximation.</p><sec id="s4a"><label>A.</label><title>Bosonic matrix model</title><p>Within the Gaussian state approximation the thermal density matrix by definition should also be Gaussian (i.e., correspond to a Gaussian Wigner function). If the system is in contact with a thermostat which does not perform work (e.g., collisions with a hard wall), upon thermalization the von Neumann entropy of a state should reach its maximal possible value for a given energy. Based on this very general physical principle, we will approximate the thermal equilibrium states by those Gaussian density matrices which have the largest possible von Neumann entropy at a given energy.</p><p>To this end we need to know the von Neumann entropy of an arbitrary Gaussian density matrix, which can be expressed in terms of the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>. This relation has been addressed in detail in <xref ref-type="bibr" rid="c53">[53]</xref>, and more recently in <xref ref-type="bibr" rid="c37 c54 c55 c56">[37,54–56]</xref>, where it was demonstrated that the von Neumann entropy of a Gaussian density matrix can be expressed in terms of the so-called symplectic eigenvalues of the block matrix <disp-formula id="d14"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><label>(14)</label></disp-formula>of the size <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the total number of bosonic d.o.f. in our system.</p><p>Symplectic eigenvalues of the matrix <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> are related to the eigenvalues of the matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the symplectic form for the canonical coordinates <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>: <disp-formula id="d15"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(15)</label></disp-formula>For any positive-definite correlator matrix of the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> the eigenvalues <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> of the matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:math></inline-formula> come in complex conjugate pairs of the form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. The real and positive numbers <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>⋯</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are called symplectic eigenvalues of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Quantum uncertainty relations imply that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>. A necessary and sufficient condition for the correlator matrix <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> to describe a pure Gaussian state is that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula>. It is easy to check that for a single bosonic coordinate <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> this identity implies <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. In other words, the Heisenberg uncertainty relation should be saturated. In Appendix <xref ref-type="app" rid="app3">C</xref> we demonstrate that Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> conserve symplectic eigenvalues <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and thus map pure states to pure states.</p><p>The von Neumann entropy <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of a Gaussian state characterized by the correlator matrix <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> can be expressed in terms of symplectic eigenvalues <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> as <xref ref-type="bibr" rid="c53 c54 c55 c56">[53–56]</xref> <disp-formula id="d16"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo id="d16a1">=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(16)</label></disp-formula>As it should be, the von Neumann entropy is equal to zero for pure states and positive for mixed states. In the classical limit, when the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> are large, the von Neumann entropy approaches the classical entropy and can be expanded as <disp-formula id="d17"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(17)</label></disp-formula></p><p>Thermal equilibrium states should be invariant under spatial and internal <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> rotations, as well as under discrete time-reversal and parity transformations. These symmetries imply <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and the following form of the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>: <disp-formula id="d18"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo id="d18a1">∼</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d18a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(18)</label></disp-formula></p><p>The von Neumann entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d16">(16)</xref> for the Gaussian density matrix characterized by such correlators is given by <disp-formula id="d19"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(19)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-fold degenerate symplectic eigenvalue of the block matrix <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> constructed from correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d18">(18)</xref>.</p><p>Substituting the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d18">(18)</xref> into the expression <xref ref-type="disp-formula" rid="da2">(A2)</xref>, we also obtain the corresponding energy <disp-formula id="d20"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(20)</label></disp-formula></p><p>In order to maximize the entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> at fixed energy <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we use Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d20">(20)</xref> to express <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> in terms of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi></mml:math></inline-formula>, which yields <disp-formula id="d21"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>E</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(21)</label></disp-formula>Since the entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> is a monotonically increasing function of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula>, it has a maximum with respect to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> when the equation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is satisfied, which yields <disp-formula id="d22"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo id="d22a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d22a1">=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(22)</label></disp-formula>It is now convenient to express physical observables in terms of the equilibrium value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d22">(22)</xref>, <disp-formula id="d23"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo id="d23a1">=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d23a1">=</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d23a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mrow><mml:mo>⟨</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d23a1">=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d23a1">=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(23)</label></disp-formula>One can immediately check that the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d18">(18)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d23">(23)</xref> provide a time-independent solution of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref>, as it should be for thermal equilibrium states.</p><p>Now the only missing ingredient in our analysis of the equation of state is the temperature, which can be introduced using the standard thermodynamic relation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Expressing this derivative in terms of partial derivatives with respect to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we obtain <disp-formula id="d24"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>·</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(24)</label></disp-formula>This equation, together with <xref ref-type="disp-formula" rid="d23">(23)</xref>, provides a parametric form of the equation of state and allows one to express energy and other physical quantities such as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in terms of the temperature <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Taking the high-temperature limit which is equivalent to the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>large</mml:mi><mml:mtext>-</mml:mtext><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> limit, we reduce Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d24">(24)</xref> to the form <disp-formula id="d25"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(25)</label></disp-formula>This immediately leads to the high-temperature asymptotics of the equation of state, <disp-formula id="d26"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(26)</label></disp-formula>which is exactly the classical equation of state for the ungauged bosonic matrix model <xref ref-type="bibr" rid="c39 c50">[39,50]</xref>. It can also be obtained by replacing the quantum von Neumann entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> with the corresponding classical expression <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>const</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The relations <xref ref-type="disp-formula" rid="d23">(23)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d25">(25)</xref> also allow one to express the coordinate dispersion at asymptotically high temperatures as <disp-formula id="d27"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo id="d27a1">=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d27a1">=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>·</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>·</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d27a1">=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(27)</label></disp-formula></p><p>In Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref> (plots on the left) we compare our equation of state given by Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d23">(23)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d24">(24)</xref> with the numerical results of <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref> for the temperature dependence of the energy and the coordinate dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> obtained from first-principle Monte Carlo simulations of the ungauged bosonic matrix model. The normalization of the coordinate dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is such that it remains finite in the ’t Hooft <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>large</mml:mi><mml:mtext>-</mml:mtext><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> limit.</p><fig id="f1"><object-id>1</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011.f1</object-id><label>FIG. 1.</label><caption><p>Equation of state for the ungauged bosonic matrix model and the ungauged BFSS model within the Gaussian state approximation compared with the results of Monte Carlo simulations <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref> after <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math></inline-formula> extrapolation (plots on the left) and with observables obtained for random initial conditions used in our real-time simulations with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> (plots on the right). At the top: energy as a function of temperature. At the bottom: coordinate dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as a function of temperature. For this quantity, we present the expectation values in the initial state as well as time-averaged late-time expectation values, which differ significantly in the case of the full BFSS model.</p></caption><graphic xlink:href="e046011_1.eps"/></fig><p>We indeed observe a rather good agreement within a few percent accuracy for the temperature dependence of both the energy and the coordinate dispersion for all simulation parameters used in <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref>. It is also interesting to note that the Gaussian state approximation also reproduces very precisely the prediction of <xref ref-type="bibr" rid="c50">[50]</xref> for the low-temperature behavior of the energy of the ungauged model. Expanding Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d24">(24)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d23">(23)</xref> to the leading order in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, it is easy to obtain the low-temperature asymptotics of the equation of state <disp-formula id="d28"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>≪</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(28)</label></disp-formula>The coefficients <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>18</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="d28">(28)</xref> match within statistical errors the numerical fit of the form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref>, which yields <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>20.0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2.9</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2.043</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>76</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Such a good agreement can probably be explained by the fact that in the dual holographic picture the difference <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>≪</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> is saturated by rather heavy open string excitations, for which the mean-field-like approximation should work rather well. It also suggests that the Gaussian state approximation is not invalidated in the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>large</mml:mi><mml:mtext>-</mml:mtext><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> limit. In particular, the ground state energy <disp-formula id="d29"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo id="d29a1">≡</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d29a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d29a1">=</mml:mo><mml:mn>6.75</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><label>(29)</label></disp-formula>in the Gaussian state approximation deviates from the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>large</mml:mi><mml:mtext>-</mml:mtext><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> extrapolation of the Monte Carlo results of <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref> by 1% only. For comparison, applying the Gaussian state approximation to the one-dimensional anharmonic oscillator with the Hamiltonian <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, one obtains the ground state energy with 2% precision <xref ref-type="bibr" rid="c57">[57]</xref>. The fact that the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-dimensional bosonic matrix model is very well described by the Gaussian approximation (which is equivalent to the mean-field approximation) has been previously noticed in <xref ref-type="bibr" rid="c58">[58]</xref> and explained in terms of the leading order of a <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> expansion, which very accurately describes the case of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p><p>There are two possible ways to interpret the Gaussian state characterized by the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d18">(18)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d23">(23)</xref> as initial conditions for the real-time dynamics described by Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref>. <list list-type="roman-lower"><list-item><label>(i)</label><p>A trivial way is to directly substitute the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d18">(18)</xref> into Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> which govern the real-time evolution. It is straightforward to check that for all values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> this simply yields a time-independent solution with no particularly interesting properties. A conventional stability analysis based on linearization of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> also shows that this time-independent solution is stable under small perturbations. Up to corrections proportional to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, small oscillations of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> around <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> have real-valued frequency <disp-formula id="d30"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(30)</label></disp-formula>Small oscillations of two-point correlators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> around the values <xref ref-type="disp-formula" rid="d18">(18)</xref> have the frequency <disp-formula id="d31"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(31)</label></disp-formula>In particular, with such an interpretation we cannot extract any nontrivial Lyapunov exponents and also cannot reproduce the known chaotic behavior of the system in the classical limit. Also since <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for this solution, the fermions completely decouple and we cannot capture their influence on real-time dynamics.</p></list-item><list-item><label>(ii)</label><p>In what follows we use another, physically better motivated option of interpreting mixed Gaussian states with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Namely, we represent the coordinate and momentum dispersions <disp-formula id="d32"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(32)</label></disp-formula>as sums of the quantum contributions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> which saturate the uncertainty relation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and the classical contributions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> which describe classical thermal fluctuations. For the purely quantum dispersions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> we use the values <xref ref-type="disp-formula" rid="d23">(23)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, which correspond to the Gaussian state <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> with the lowest possible energy <xref ref-type="disp-formula" rid="d29">(29)</xref>. As long as only the total dispersions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> enter the variational analysis of the equation of state, the choice of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is ambiguous. While for the sake of simplicity we choose the value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> which corresponds to the lowest-energy Gaussian state, in principle one can also make <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> a temperature-dependent quantity.</p></list-item></list></p><p>We then represent the finite-temperature Gaussian density matrix characterized by correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d18">(18)</xref> as a mixture of pure Gaussian states, <disp-formula id="d33"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(33)</label></disp-formula>with random coordinate and momentum displacements <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> which have Gaussian distributions with dispersions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>: <disp-formula id="d34"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(34)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes averaging over the classical probability distribution. We then use Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> to individually evolve each of the randomly shifted pure states <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> in time. Expectation values of physical observables are finally averaged over random initial values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. As one can see from the upper right plot in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref>, this representation of the initial thermal state of the system yields the correct temperature dependence of the energy with rather small statistical errors. In the lower right plot in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref> we demonstrate that in this way we reproduce also the correct temperature dependence of the coordinate dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula>, which, unlike energy, is not conserved and has no reason to stay constant in time. Nevertheless, we find that both the early-time expectation value as well as the time-averaged late-time expectation values of this observable agree very well with the thermal equation of state. These observations justify the interpretation of a mixture of nontrivial time-dependent pure states as a dynamical equilibrium state. In Fig. <xref ref-type="fig" rid="f2">2</xref> in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s5">V</xref> we also show the full time dependence of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p><fig id="f2"><object-id>2</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011.f2</object-id><label>FIG. 2.</label><caption><p>Time dependence of the coordinate dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> in the low-temperature (plots on the left) and high-temperature (plots on the right) regimes of the bosonic matrix model (plots at the top) and the BFSS model (plots at the bottom). We show the classical and the quantum contributions to this quantity along with their total. Solid horizontal lines show the thermal expectation value obtained within the Gaussian state approximation and from first-principle Monte Carlo simulations of <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref>. The gratings show the period <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> of lowest-frequency quasinormal oscillations of the coordinate dispersion around the thermal state, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d31">(31)</xref>.</p></caption><graphic xlink:href="e046011_2.eps"/></fig><p>This interpretation of the classical component of the dispersions of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> also allows one to make contact with classically chaotic behavior at high temperatures. Indeed, at high temperatures the classical dispersions will strongly dominate over the quantum ones, and the dynamics described by Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> becomes very close to the classical one. Due to its chaoticity and ergodicity, classical matrix mechanics exhibits real-time thermalization toward a dynamical equilibrium state in which long-time averages of physical observables approach their thermal equilibrium values <xref ref-type="bibr" rid="c25">[25]</xref>. This thermalization process can also be interpreted as quasinormal ringing characterized by nontrivial complex-valued quasinormal frequencies <xref ref-type="bibr" rid="c20 c59 c60">[20,59,60]</xref>, with real parts being quite close to our estimates <xref ref-type="disp-formula" rid="d30">(30)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d31">(31)</xref>; see Sec. <xref ref-type="sec" rid="s5c">V C</xref>. At the same time, classical matrix mechanics has finite Lyapunov exponents. Thus interpreting thermal states as dynamical equilibrium states we can capture quantum corrections to Lyapunov exponents and imaginary parts of quasinormal frequencies as well as the time evolution of quantum entanglement.</p><p>Of course, the two interpretations discussed above would be equivalent for unitary evolution, but yield drastically different results for the nonunitary evolution within the Gaussian state approximation.</p></sec><sec id="s4b"><label>B.</label><title>Full BFSS model</title><p>To obtain the equation of state of the full BFSS model we will use the same approach as for the bosonic matrix model and find mixed Gaussian states of fixed energy which maximize the von Neumann entropy. To this end we again split the coordinate and momentum dispersions into the classical and quantum contributions, as in <xref ref-type="disp-formula" rid="d32">(32)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d34">(34)</xref>. Since according to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13d">(13d)</xref> fermionic d.o.f. only interact with the classical expectation value <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, we assume that the fermions are initially in the ground state with fixed classical coordinates <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. This assumption is in line with our construction of the thermal initial conditions where the thermal state was represented by a mixture of ground-state wave functions averaged over random wave packet shifts. Introducing some finite initial temperature for fermions will only increase the energy of our mixed states, which for our approximation is anyway higher than the exact value for the full BFSS model (see topmost left plot in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref>), and thus will not improve our approximation.</p><p>Correspondingly, the fermionic contribution <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> to the energy only depends on the dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> of the classical wave-function shifts <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="d34">(34)</xref>, and it is obtained by averaging the ground-state energy of the fermionic Hamiltonian over a Gaussian ensemble of classical coordinates <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>: <disp-formula id="d35"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>⟨</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(35)</label></disp-formula>A detailed discussion of the spectrum and the ground state of this Hamiltonian is given in Appendix <xref ref-type="app" rid="app2">B</xref>. Since the only energy scale for the fermionic Hamiltonian is set by the classical <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math></inline-formula> coordinates, dimensional analysis implies that the mean energy of fermions in <xref ref-type="disp-formula" rid="d36">(36)</xref> should scale as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. General scaling arguments from random matrix theory fix the scaling of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula>, which allows one to estimate <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> up to an overall universal coefficient as <disp-formula id="d36"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(36)</label></disp-formula>While the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula>- and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>-independent coefficient <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be calculated exactly using the methods of random matrix theory, for the purposes of this work we obtain the value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> numerically by averaging the fermionic energy over a sufficiently large ensemble of randomly generated <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> coordinates and fitting the dependence on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d36">(36)</xref>. These fits work perfectly within statistical errors and yield <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>15.2661</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>34</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p><p>Since fermions are assumed to be in the ground state at fixed <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, by virtue of Nernst’s theorem their contribution to von Neumann entropy is zero. Thus in order to obtain the equation of state of the full BFSS model within the Gaussian state approximation, we have to maximize the von Neumann entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> at fixed energy <disp-formula id="d37"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo id="d37a1">=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d37a1">-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(37)</label></disp-formula>Since the fermionic contribution depends only on the dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> of classical coordinates, the entropy should be maximized with respect to both <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, which are now considered as independent parameters. In particular, the separation <xref ref-type="disp-formula" rid="d32">(32)</xref> of the coordinate dispersion into the quantum and classical contributions is no longer ambiguous.</p><p>In order to maximize the von Neumann entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> in the space of Gaussian states with fixed energy, we now use Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d37">(37)</xref> to express <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> in terms of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi></mml:math></inline-formula>, which allows one to express <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> as <disp-formula id="d38"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo id="d38a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d38a1">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(38)</label></disp-formula>This function does not have a local minimum in the space of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>; that is, the equations <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have no physical solutions. We have to remember, however, that the classical and quantum dispersions have to be all non-negative and satisfy <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula>. This turns the maximization of <xref ref-type="disp-formula" rid="d38">(38)</xref> into a constrained optimization problem, for which the extremum might lie on the boundary of a region allowed by constraints. To describe this region we express <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in terms of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> as <disp-formula id="d39"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(39)</label></disp-formula>Inserting the explicit expression <xref ref-type="disp-formula" rid="d38">(38)</xref> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> into the above formula for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, after some algebra we can rewrite the constraint <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> solely in terms of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> as <disp-formula id="d40"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(40)</label></disp-formula>The minimal value of the function on the left-hand side of this inequality sets the lowest value of energy at which the constraint can still be satisfied. Numerical minimization yields <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3.9692</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Thus <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the ground state energy of the full BFSS model within the Gaussian state approximation. While it is noticeably lower than the value <xref ref-type="disp-formula" rid="d29">(29)</xref> for the bosonic matrix model, supersymmetry of the full BFSS model implies that the true ground state energy should vanish (see e.g., <xref ref-type="bibr" rid="c39 c52">[39,52]</xref>). Again we see that supersymmetry cannot be preserved within the Gaussian state approximation (see also Appendix <xref ref-type="app" rid="app1">A</xref>). To get a lower ground state energy, one needs to include at least the three-point connected correlators of the form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the numerical analysis.</p><p>We now obtain the equation of state for the full BFSS model within the Gaussian state approximation by maximizing the von Neumann entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> with respect to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> within the region specified by the constraint <xref ref-type="disp-formula" rid="d40">(40)</xref> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. The value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> is now given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d38">(38)</xref>. Since <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d38">(38)</xref> has no local maxima, its maximum lies on the boundary of the optimization region, that is, at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. The corresponding constrained optimization problem cannot be solved exactly, and we use numerical maximization. In this way we obtain <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and the von Neumann entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> as functions of energy <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Using numerical interpolation, differentiation, and functional inversion, we then again use the relation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> to introduce the temperature <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula> and express <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi></mml:math></inline-formula> as functions of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The resulting equation of state is illustrated in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref>, where we show the temperature dependence of the energy and the coordinate dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula>. As one can see from the plots on the left in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref>, the agreement with first-principle numerical simulations of <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref> is not so good as for the bosonic matrix model. Nevertheless, the Gaussian state approximation correctly captures the following features of the thermal states of the full BFSS model: <list list-type="roman-lower"><list-item><label>(i)</label><p>The ground-state energy of the BFSS model is smaller than that of the bosonic matrix model.</p></list-item><list-item><label>(ii)</label><p>The coordinate dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> is larger than for the bosonic model.</p></list-item><list-item><label>(iii)</label><p>At high temperatures both energy and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> approach their values in the classical matrix model.</p></list-item></list>Let us note that broken supersymmetry and the finiteness of the ground-state energy lead to the nonvanishing classical dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> coordinates, so that the ground state remains disordered and has a finite von Neumann entropy. These features should be absent in the full quantum-mechanical treatment of the BFSS model and should be regarded as artifacts of the Gaussian state approximation.</p><p>Having obtained the equation of state and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> as functions of temperature, we again interpret the classical dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in terms of a mixture <xref ref-type="disp-formula" rid="d34">(34)</xref> of pure states with randomly shifted wave functions. Initial values of the fermionic correlators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are fixed by assuming that the Majorana fermions are in the ground state at fixed coordinate expectation values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>; see Appendix <xref ref-type="app" rid="app2">B</xref> for a more detailed discussion. Simulating the real-time evolution of these pure states, we then average the result over random shifts in the initial conditions. In the upper right plot in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref> we demonstrate that such averaging correctly reproduces the temperature dependence of the energy. On the other hand, for the coordinate dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> the correct temperature dependence is only reproduced by early-time averages and by late-time averages at sufficiently high temperatures. At low temperatures the late-time averages deviate significantly from their thermal values, which might be related to the conjectured real-time instability of the BFSS model with respect to spontaneous emission of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-branes <xref ref-type="bibr" rid="c26">[26]</xref>.</p><p>As a side remark, let us note that the temperature-dependent energies, coordinate dispersions, and entropies obtained within the Gaussian state approximation satisfy the so-called Bekenstein bound <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c61 c62">[61,62]</xref>, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> defined as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. In fact, for all the models which we consider (classical matrix mechanics, the bosonic matrix model, and the full BFSS model) we have <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>≪</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></sec></sec><sec id="s5"><label>V.</label><title>NUMERICAL RESULTS</title><p>In this work we numerically solve Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> with initial conditions described in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s4">IV</xref>. We use a discretization scheme described in Appendix <xref ref-type="app" rid="app4">D</xref>. Since the numerical cost of our simulations scales as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, we mostly use a moderately large value <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula>. We have also performed a few simulations with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:math></inline-formula> to make sure that our results do not change qualitatively at larger <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> and exhibit the proper ’t Hooft scaling.</p><p>We average simulation results over several (typically, between five and seven) random initial conditions as previously discussed in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s4">IV</xref>. Where shown, error bars on our plots represent the statistical error for such an averaging. Since the number of d.o.f. in our model is sufficiently large, this statistical error is typically very small due to self-averaging, which works well even for a single instance of random initial conditions. In particular, due to high numerical cost we have used only a single instance of random initial conditions for simulations with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:math></inline-formula>; thus the corresponding data points on our plots have no error bars.</p><p>To have a first look at the real-time dynamics described by Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref>, in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f2">2</xref> we show the time dependence of the coordinate dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for real-time simulations of the bosonic matrix model and the full BFSS model at different temperatures.</p><p>In order to make a meaningful comparison of simulations with characteristic timescales which differ by several orders of magnitude, in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f2">2</xref> and in other plots in this work we express physical time in units of the classical Lyapunov time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which is defined as the inverse of the leading Lyapunov exponent <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> for the classical dynamics of the BFSS model <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> at a given temperature. For classical matrix mechanics, the temperature dependence of the leading Lyapunov exponent is known to be <xref ref-type="bibr" rid="c25">[25]</xref> <disp-formula id="d41"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0.292</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0.42</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(41)</label></disp-formula></p><p>In Fig. <xref ref-type="fig" rid="f2">2</xref> we also separately show the contributions of the classical dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and the quantum dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Their sum is the physical observable <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula>. For the bosonic matrix model at all temperatures as well as for the BFSS model at high temperatures we observe that within a short time interval <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> the classical contribution to the coordinate dispersion tends to decrease by a factor of roughly 4. At the same time, the quantum contribution grows in such a way that the total coordinate dispersion remains practically constant in time, up to small short-scale fluctuations with characteristic frequency close to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> as given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d31">(31)</xref>.</p><p>The decrease of the classical contribution and the corresponding increase of the quantum contribution become particularly large at high temperatures, which indicates a rapid spread of wave functions in configuration space driven by the chaotic dynamics of their centers. In this way the system approaches a state of dynamical equilibrium. However, despite this rearrangement, it turns out that the overall coordinate and momentum dispersions which determine the von Neumann entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d16">(16)</xref> in our simulations remain practically constant in time and exhibit only small short-scale fluctuations. Since the energy is also conserved, we can still assign an approximate value of temperature to this dynamical equilibrium state and use the thermal equations of state derived in the previous Sec. <xref ref-type="sec" rid="s4">IV</xref>.</p><p>Of course, one should keep in mind that the Gaussian state approximation probably becomes invalid at late times, more precisely, at a time of the order of several classical Lyapunov times <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. In particular, at such late times the wave function is already strongly delocalized, and one can expect that non-Gaussian terms in the Schrödinger equation become important. For example, in a simple classically chaotic model with 2 bosonic d.o.f. we have observed a good quantitative agreement with the numerical solution of the Schrödinger equation only up to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c48">[48]</xref>. Thus while the values at which the quantum and the classical contributions saturate at late times might be not completely accurate, the enhancement of the quantum dispersion at early times should be a physical feature. For the high-temperature regime of the full BFSS model and also for larger <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:math></inline-formula> the situation appears to be very similar, in particular, the time at which the wave function spreading starts is practically the same.</p><p>The late-time expectation value of the coordinate dispersion <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> deviates significantly from the thermal equation of state only for the low-temperature regime of the full BFSS model, where our approximation is most likely inaccurate due to the violation of supersymmetry. While we cannot say much about the dynamics of the BFSS model in this regime, the growth of coordinate dispersion might be related to the real-time instability of the thermal state of the BFSS model with respect to spontaneous emission of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-branes due to repulsive fermionic forces, similar to Hawking radiation <xref ref-type="bibr" rid="c26">[26]</xref>.</p><sec id="s5a"><label>A.</label><title>Lyapunov exponents and the MSS bound</title><p>In classical mechanics the distance between two infinitely close solutions of the equations of motions can be expressed in terms of the Poisson bracket <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which is replaced by the commutator <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in quantum theory. Since for most parity- and time-reversal-invariant thermal density matrices the expectation value of this commutator vanishes, one typically considers expectation values of the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref> which involve squared commutators <xref ref-type="bibr" rid="c15 c16 c17">[15–17]</xref>. In this work we consider the out-of-time-order correlator <disp-formula id="d42"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(42)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is the initial Gaussian density matrix at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. This definition is a direct generalization of the Lyapunov distance in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math></inline-formula> space to quantum theory. A generalization of the out-of-time-order correlator <xref ref-type="disp-formula" rid="d42">(42)</xref> can be used to define the full spectrum of Lyapunov exponents for quantum systems <xref ref-type="bibr" rid="c59">[59]</xref>.</p><p>In order to treat the out-of-time-order correlator <xref ref-type="disp-formula" rid="d42">(42)</xref> within the Gaussian state approximation, we interpret our thermal Gaussian density matrix as a mixture of pure Gaussian states <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> with randomly distributed classical expectation values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, as discussed in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s4">IV</xref>. We further interleave the two commutators in <xref ref-type="disp-formula" rid="d42">(42)</xref> with the identity decomposition <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in terms of the Gaussian states <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> shifted in coordinate and momentum space by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula>, which leads to <disp-formula id="d43"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo id="d43a1">=</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d43a1">×</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(43)</label></disp-formula>We then represent each of the commutators in terms of the infinitesimal displacement operators at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <disp-formula id="d44"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mo id="d44a1" stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d44a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(44)</label></disp-formula>and similarly for the second commutator in <xref ref-type="disp-formula" rid="d43">(43)</xref>. Calculating the expression for the matrix elements of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math></inline-formula> between the two Gaussian states and inserting it into <xref ref-type="disp-formula" rid="d44">(44)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d43">(43)</xref>, one can show that within the Gaussian state approximation the integral over <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> is saturated by the saddle point at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, at which the integrand is just the square of the expectation value of the single commutator <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Hence we can read off the quantum corrections to Lyapunov exponents from the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math></inline-formula>- and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula>-averaged norms of the Lyapunov distance vector <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref> between the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> coordinates for the two solutions of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> with initial conditions which differ by an infinitely small coordinate shift <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ε</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <disp-formula id="d45"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo id="d45a1">=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="d45a1">=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(45)</label></disp-formula>Technically this distance is much easier to calculate than the squared commutator <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref>.</p><p>In order to calculate the Lyapunov distance as a function of time, we use the first equation in <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref> and consider the distance <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> between two solutions of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> for which the initial values of the classical expectation values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> differ by a small random vector <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. To ensure that the Lyapunov distances grow isotropically in configuration space, we consider at least two different vectors <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. In all of our simulations, Lyapunov distances were growing at the same rate independently of the choice of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. In Fig. <xref ref-type="fig" rid="f3">3</xref> we show the time dependence of the Lyapunov distances at different temperatures for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula>, comparing classical dynamics with the real-time dynamics of both the bosonic matrix model and the full BFSS model.</p><fig id="f3"><object-id>3</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011.f3</object-id><label>FIG. 3.</label><caption><p>Time dependence of the Lyapunov distances <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for the classical matrix mechanics, the bosonic matrix model, and the full BFSS model with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> at different temperatures. We plot the results for a single instance of random initial conditions. The gratings show the period of lowest-frequency oscillations <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> of classical coordinates <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> around the thermal state, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d30">(30)</xref>.</p></caption><graphic xlink:href="e046011_3.eps"/></fig><p>While the classical dynamics is always chaotic and exhibits a well-defined exponential growth of the Lyapunov distance, quantum corrections from the bosonic sector make the dynamics completely nonchaotic at sufficiently low temperatures, with Lyapunov distances which do not exhibit any growth, but rather oscillate with a characteristic frequency <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d30">(30)</xref> which can be obtained by linearizing Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> in the vicinity of thermal time-independent solution <xref ref-type="disp-formula" rid="d23">(23)</xref>. This is an expected nonchaotic behavior in the low-temperature regime of the ungauged bosonic matrix model, where gauging becomes unimportant. Correspondingly, all observables approach their values in the conventional gauged bosonic matrix model, for which the physics in the low-temperature confinement phase does not depend on temperature by virtue of the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>large</mml:mi><mml:mtext>-</mml:mtext><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> volume reduction <xref ref-type="bibr" rid="c40 c63">[40,63]</xref>. Since Lyapunov exponents vanish at zero temperature, at any temperature in the confinement regime of the bosonic matrix model Lyapunov exponents should also be zero up to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> corrections. While there is no strict notion of confinement in the ungauged matrix model, one can still expect an exponential suppression of Lyapunov exponents at low temperatures, by analogy with the low-temperature scaling of energy in <xref ref-type="disp-formula" rid="d28">(28)</xref>.</p><p>In contrast, for the BFSS model Lyapunov exponents remain finite down to the lowest temperature that we consider, and Lyapunov distances exhibit a clear growth. At temperatures up to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> they follow very closely the classical Lyapunov distances in the early evolution period with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≲</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. At later times the growth becomes milder but is still noticeable. This behavior is in qualitative agreement with the absence of a confinement (or confinementlike) regime in the full BFSS model <xref ref-type="bibr" rid="c39 c52">[39,52]</xref>, which is thus expected to be chaotic at all temperatures.</p><p>For higher temperatures Lyapunov distances for the bosonic matrix model and the full BFSS model behave in very similar ways. At early times <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≲</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> they follow rather precisely the time dependence of the classical Lyapunov distance. Afterwards they exhibit a rather slow exponential growth at a rate which is noticeably smaller than the classical Lyapunov exponent.</p><p>We also note that at sufficiently early times, when the exponential growth of Lyapunov distances has not yet fully developed, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> exhibits signatures of quasinormal ringing, which we will discuss in more detail in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s5c">V C</xref>.</p><p>To summarize, there are no indications that in either the bosonic matrix model or the BFSS model do quantum corrections lead to faster growth of the Lyapunov distance than in the classical matrix mechanics. At least at sufficiently short evolution times this observation should be qualitatively accurate. To quantify all these observations, we extract the leading quantum Lyapunov exponents <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> by fitting the numerical data for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with a linear function of the form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. In these fits we disregard the transition regime at early times <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>≲</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where Lyapunov distances between the centers of two infinitesimally close wave packets are close to the classical Lyapunov distances but do not yet exhibit a clear exponential growth. Obviously, the inclusion of the early evolution period with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> into the fitting would make our estimates of Lyapunov exponents closer to, but definitely not larger than, the results for the classical matrix mechanics. In particular, for the low-temperature regime of the bosonic matrix model the absence of exponential growth is obviously independent of the fitting range. We thus restrict the fitting range to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, when the exponential growth has already set in and the fits have good quality. While the Gaussian approximation should receive corrections here, especially toward larger <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula>, qualitative features—e.g., that the Lyapunov exponent decreases due to the quantum effect—should be correct. The temperature dependence of the leading Lyapunov exponents extracted from these fits is illustrated in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f4">4</xref> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:math></inline-formula>. A comparison of data points for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:math></inline-formula> indicates a proper ’t Hooft scaling of Lyapunov exponents.</p><fig id="f4"><object-id>4</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011.f4</object-id><label>FIG. 4.</label><caption><p>Leading Lyapunov exponent as a function of temperature for the classical and quantum dynamics of the bosonic matrix model and the full BFSS model for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> (filled symbols) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:math></inline-formula> (empty symbols). We also sketch the MSS bound <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula> and the scaling law <xref ref-type="disp-formula" rid="d41">(41)</xref> of the classical Lyapunov exponent (solid blue line).</p></caption><graphic xlink:href="e046011_4.eps"/></fig><p>The temperature dependence <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> of the classical Lyapunov exponent immediately suggests that its value becomes incompatible with the MSS bound <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula> at the temperature <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⋆</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>0.292</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0.42</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.015</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, as one can also see from Fig. <xref ref-type="fig" rid="f4">4</xref>. As discussed already in the seminal paper <xref ref-type="bibr" rid="c17">[17]</xref>, this is not a contradiction, since at such low temperatures the classical approximation inevitably breaks down, and quantum effects become important. Our real-time simulations explicitly illustrate this transition between the classical and the quantum regimes. From Fig. <xref ref-type="fig" rid="f4">4</xref> we see that at least for the bosonic matrix model quantum corrections indeed decrease the Lyapunov exponents in such a way that they remain well below the MSS bound at all temperatures.</p><p>In the full BFSS model the effect of fermions is to remove the low-temperature confinementlike regime, so that the system remains in the deconfinement phase all the way down to zero temperature independently of gauging <xref ref-type="bibr" rid="c21 c39 c52">[21,39,52]</xref>. Correspondingly, the system should remain chaotic at all temperatures, and the Lyapunov exponents should also remain finite. In agreement with these expectations, for the full BFSS Hamiltonian the leading Lyapunov exponent is always finite in our real-time simulations. In particular, in the low-temperature regime it is significantly larger than the corresponding value for the bosonic matrix model and tends to approach the corresponding classical value. As we have already discussed, at low temperatures our description of the full BFSS model is probably not accurate enough due to explicitly broken supersymmetry, and we cannot make any strong statements about the validity of the MSS bound. We can only state that our results are compatible with the possibility that the full BFSS model saturates the MSS bound at very low temperatures, similar to the SYK model.</p></sec><sec id="s5b"><label>B.</label><title>Entanglement entropy generation</title><p>Quantum entanglement between different d.o.f. in an interacting system provides a quantitative picture of the “scrambling” and spreading of quantum information. Entanglement can be quantified in terms of the entanglement entropy <disp-formula id="d46"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(46)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> is some pure state characterizing the entire system and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula> are the two complementary sets of d.o.f. which define the decomposition of the Hilbert space <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi></mml:math></inline-formula> of the system into a direct product <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Quantum-chaotic systems are expected to “scramble” the information contained in the two subsystems by rapidly entangling the states in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, whereupon the entanglement entropy quickly reaches some maximal saturation value. For finite-dimensional Hilbert spaces this maximal value is the “Haar-scrambled” entanglement entropy <xref ref-type="bibr" rid="c8 c34">[8,34]</xref>.</p><p>Strictly speaking, in gauge theories (of which the BFSS model is a descendant) the splitting of the physical Hilbert space into a direct product <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is not completely trivial due to gauge constraints <xref ref-type="bibr" rid="c64 c65">[64,65]</xref>. This problem, however, is not relevant for us since we work in the ungauged theory <xref ref-type="bibr" rid="c50">[50]</xref> which does not impose the gauge constraints on its Hilbert space by definition.</p><p>Numerical calculation of the entanglement entropy is typically a rather nontrivial task, especially for real-time evolution of interacting systems. Since the Gaussian state approximation which we use in this paper evolves pure states into pure states (see Appendix <xref ref-type="app" rid="app3">C</xref>), it also provides a convenient framework for studying quantum entanglement. Entanglement entropy for Gaussian states can be directly calculated in terms of equal-time correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref> of canonical variables <xref ref-type="bibr" rid="c37 c53 c54 c55 c56">[37,53–56]</xref>. Here the basic observation is that tracing out d.o.f. in subsystem <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula> from the Gaussian density matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:math></inline-formula>, as in <xref ref-type="disp-formula" rid="d46">(46)</xref>, again yields a Gaussian density matrix which is characterized by the same correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>, but restricted to canonical variables in subsystem <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> which describe <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> d.o.f. The correlator block matrix of the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> which corresponds to the reduced density matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="d46">(46)</xref> is thus obtained from the full correlator matrix by removing the rows and columns which correspond to d.o.f. in subsystem <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula> which are being traced out in <xref ref-type="disp-formula" rid="d46">(46)</xref> and hence has the size <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Being restricted to subsystem <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref> in general describe a mixed state with a nonzero von Neumann entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d16">(16)</xref>, which is nothing but the entanglement entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d46">(46)</xref>. Since in our setup the bosonic and fermionic d.o.f. communicate only via the classical expectation value <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, they cannot be entangled quantum mechanically, and we only consider the entanglement between the bosonic d.o.f., thus completely tracing out the fermionic Hilbert space.</p><p>We now use the prescription sketched above to calculate entanglement entropy for time-dependent correlators <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref> obtained by solving Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref>. In order to make sure that the time dependence of entanglement entropy exhibits universal features independently of the subsystem size, we consider four different choices of the subsystem <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="d46">(46)</xref>: <list list-type="roman-lower"><list-item><label>(i)</label><p><italic>Single matrix entry with</italic> <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>: the indices in the correlator matrix <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> take values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> belongs to the Cartan subalgebra of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p></list-item><list-item><label>(ii)</label><p><italic>Single</italic> <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-<italic>brane with</italic> <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:math></inline-formula>: the indices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> are fixed, while the spatial indices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> take all possible values. We choose <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> to belong to the Cartan subalgebra of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, in which case <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> can be interpreted as coordinates of a single <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-brane.</p></list-item><list-item><label>(iii)</label><p><italic>Two</italic> <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-<italic>branes with</italic> <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>36</mml:mn></mml:math></inline-formula>, in which case the indices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>b</mml:mi></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> take two possible values each, and the spatial indices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> take all possible values. Two values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> correspond to Cartan matrices for which the maximal matrix entries are at positions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and two other values correspond to matrices with nonzero elements at off-diagonal positions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> can be interpreted as the spatial coordinates of two <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-branes, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> parametrize the excitations of strings which join these branes <xref ref-type="bibr" rid="c3 c5">[3,5]</xref>.</p></list-item><list-item><label>(iv)</label><p><italic>Three</italic> <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-<italic>branes with</italic> <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>81</mml:mn></mml:math></inline-formula>: this case is analogous to the above case of two <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-branes, but the indices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> take three values each. This gives nine values in total, out of which three values belong to the Cartan subalgebra, and six values correspond to off-diagonal terms of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> matrices.</p></list-item></list>These ways of separating the bosonic d.o.f. of the BFSS model <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> into subsystems <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula> are schematically illustrated in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f5">5</xref>.</p><p>The splitting of matrix entries of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> coordinates into diagonal entries which are interpreted as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-brane coordinates and off-diagonal entries which are interpreted as stringy excitations would be particularly obvious for a <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Lie algebra, for which the simplest basis of the Cartan subalgebra consists of diagonal matrices with only one unit element. The center of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> algebra, proportional to the unit matrix, corresponds to the center of mass of the system which we set to zero in order to exclude a trivial flat direction which corresponds to the overall motion of the center of mass of the system. This leads to an <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> algebra, for which this splitting is not so straightforward at finite <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula>, as orthonormal Cartan matrices have several nonzero elements and thus correspond to displacements of many <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-branes simultaneously. Here we simply rely on the fact that at sufficiently large <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> the difference between <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> becomes negligible, and all but one of the elements of Cartan matrices are suppressed as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula>. We will also see that the time dependence of entanglement entropy shows universal features which are independent of a particular splitting of the d.o.f. between <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p><p>We calculate the entanglement entropy separately for each random initial condition, that is, separately for each pure Gaussian state <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> in the decomposition <xref ref-type="disp-formula" rid="d34">(34)</xref> of the thermal density matrix. For different typical random initial conditions the time dependence of the entanglement entropy appears to be very similar due to self-averaging at sufficiently large <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Thus if we choose to calculate entanglement entropy for the mixed density matrix <xref ref-type="disp-formula" rid="d34">(34)</xref> averaged over various Gaussian states, we simply obtain a practically time-independent constant contribution to the entanglement entropy which is proportional to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. We illustrate the time dependence of the entanglement entropy for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> and three different temperatures in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f6">6</xref>, normalizing it by the corresponding number of d.o.f. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Plots on the left and on the right correspond to the bosonic matrix model and the full BFSS model, respectively. We plot the data for some particular random initial conditions without any averaging. In order to control numerical errors due to time discretization, in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f6">6</xref> we also plot the overall von Neumann entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> of our pure Gaussian state (also divided by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>), which should be zero for continuous time evolution of pure Gaussian states, as discussed in Appendix <xref ref-type="app" rid="app3">C</xref>. The deviation of the von Neumann entropy from zero thus reflects numerical artifacts due to time discretization. It is considerably smaller than the entanglement entropy for all our simulation parameters.</p><fig id="f5"><object-id>5</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011.f5</object-id><label>FIG. 5.</label><caption><p>Splitting of the matrix entries of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> into the subsystems <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula> for the calculation of the entanglement entropy.</p></caption><graphic xlink:href="e046011_5.eps"/></fig><fig id="f6"><object-id>6</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011.f6</object-id><label>FIG. 6.</label><caption><p>Time dependence of the entanglement entropy for different partitions of the Hilbert space in the bosonic matrix model (left) and in the full BFSS model (right) with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> at different temperatures. Solid horizontal cyan lines correspond to the thermal entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> divided by the total number of d.o.f. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the system. The deviation of the von Neumann entropy from zero provides us with the estimate of numerical artifacts due to time discretization.</p></caption><graphic xlink:href="e046011_6.eps"/></fig><p>We observe that the entanglement entropy indeed exhibits an expected universal “scrambling” behavior: a roughly linear growth at early times and saturation at late times. Only for the low-temperature regime of the bosonic matrix model does the growth appear to be so slow that we do not see the onset of saturation up to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. It also turns out that if the number of d.o.f. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> in the entangled subsystem is much smaller than the total number of d.o.f. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, entanglement entropy is approximately proportional to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> at all times, as could be expected for a thermal entropy.</p><p>For the bosonic matrix model the saturation value of the entanglement entropy per d.o.f. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≪</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> turns out to be quite close to the von Neumann entropy <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> per d.o.f. for the thermal Gaussian state given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d16">(16)</xref>. For illustration, we show the values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> in the left plots of Fig. <xref ref-type="fig" rid="f6">6</xref> with cyan horizontal lines.</p><p>The observation that <italic>entanglement entropy</italic> per d.o.f. for a single pure state is close to the <italic>thermal von Neumann entropy</italic> per d.o.f. illustrates a nontrivial relation between real-time thermalization of pure states of a sufficiently large system and the description of thermal states in terms of mixed density matrices, as discussed in <xref ref-type="bibr" rid="c8">[8]</xref>. This relation is a quantum analogue of the equivalence of microcanonical and canonical ensembles for chaotic systems, and provides yet another argument in favor of real-time thermalization in our simulations. In this respect entanglement entropy is a convenient measure of the complexity of a pure state, similar to e.g., Husimi-Wehrl entropy <xref ref-type="bibr" rid="c66">[66]</xref>.</p><p>Approximately linear scaling of entanglement entropy with the number of d.o.f. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is also in agreement with the findings of <xref ref-type="bibr" rid="c37">[37]</xref>, where it was demonstrated that for periodically driven harmonic oscillators the entanglement generation rate is proportional to the sum of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> largest Lyapunov exponents. For a sufficiently large system with dense Lyapunov spectrum and for a sufficiently small <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> this sum should also scale linearly with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p><p>When the number of d.o.f. becomes comparable with the maximal value <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the ratio <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> becomes smaller. This behavior is again expected from the identification <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">↔</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> which follows from the equality <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. When <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is small, the entanglement entropy exhibits noticeable fluctuations which are absent at larger <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> due to self-averaging. For the bosonic matrix model the typical time during which the entanglement entropy reaches saturation is between one and three classical Lyapunov times at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>≳</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p><p>In the full BFSS model (plots on the right side of Fig. <xref ref-type="fig" rid="f6">6</xref>) fermions completely change the dynamics at low temperatures and make the time at which the entanglement entropy saturates significantly shorter than for the bosonic matrix model at the same temperature. For the full BFSS model the thermal entropy per d.o.f. appears to be around 50%–100% larger than the saturation value of the entanglement entropy per d.o.f., which is probably related to the fact that our approximation is in general worse for the BFSS model than for the bosonic matrix model. At higher temperatures the effect of fermions gradually becomes smaller, and at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5.0</mml:mn></mml:math></inline-formula> the time evolution of entanglement entropy is already very similar in both the bosonic matrix model and the full BFSS model.</p><p>In order to quantify the timescale for the saturation of the entanglement entropy more precisely, we define the entanglement saturation time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> by fitting the time-dependent entanglement entropy with a function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>tanh</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The overall normalization constant <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula> in this fit takes care of the subsystem-dependent late-time saturation value of the entanglement entropy and allows for consistent comparison of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> between simulation results obtained for different temperatures, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula>. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> also sets the characteristic scale for the entropy production rate, <disp-formula id="d47"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>tot</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(47)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the thermal entropy <xref ref-type="disp-formula" rid="d16">(16)</xref>.</p><p>By analogy with Lyapunov exponents, we introduce the inverse entanglement saturation time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. In Fig. <xref ref-type="fig" rid="f7">7</xref> we illustrate the temperature dependence of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:math></inline-formula> and compare it with the temperature dependence of the classical Lyapunov exponent. Already from Fig. <xref ref-type="fig" rid="f6">6</xref> one can see that the entanglement saturation time is practically independent of the number of d.o.f. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> in subsystem <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula>. For this reason, Fig. <xref ref-type="fig" rid="f7">7</xref> only shows the entanglement saturation time for a single <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>-brane in order not to clutter the plot. On the other hand, interpreting the entanglement saturation time as a scrambling time in the sense of <xref ref-type="bibr" rid="c17">[17]</xref>, one could expect a mild logarithmic growth <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>dof</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. This observation could mean either that our system is too small for the scaling to be observed or that entanglement saturation time cannot be identified with the scrambling time. The latter interpretation would make sense at least near the classical limit, because the growth of the coarse-grained entropy is characterized by the Kolmogorov-Sinai entropy, which is roughly proportional to the system size.</p><fig id="f7"><object-id>7</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011.f7</object-id><label>FIG. 7.</label><caption><p>Inverse entanglement saturation time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as a function of temperature for the bosonic matrix model and the full BFSS model for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> (filled symbols) and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:math></inline-formula> (empty symbols). For comparison we also show the temperature dependence of the classical Lyapunov exponent <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d41">(41)</xref>.</p></caption><graphic xlink:href="e046011_7.eps"/></fig><p>We also find that in the high-temperature regime for both the bosonic matrix model and the full BFSS model the entanglement saturation time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is very close to the classical Lyapunov time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. This behavior is in sharp contrast to our findings for the quantum Lyapunov exponents, which were extracted from the exponential growth of Lyapunov distances at relatively late times <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≳</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. On the other hand, entanglement saturation time probes the early-time dynamics at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≲</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where Lyapunov distances for the quantum system follow rather closely their classical counterparts. These results suggest that early-time thermalization at high temperatures takes place before the quantum effect becomes important, so that the classical treatment is justified.</p><p>As we approach the low-temperature regime, the entanglement saturation time for the bosonic matrix model quickly decreases and becomes significantly smaller than the classical Lyapunov exponent, in agreement with the nonchaotic nature of the low-temperature regime. On the other hand, for the full BFSS model the temperature dependence of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is far less trivial. In particular, around <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> it exhibits a rather pronounced growth and becomes almost an order of magnitude larger than the classical Lyapunov exponent, thus indicating an extremely fast generation of entanglement. This behavior is most likely an artifact of our approximation, as the BFSS model is not expected to undergo any finite-temperature phase transition <xref ref-type="bibr" rid="c39 c52">[39,52]</xref>. In particular, in the full supersymmetric BFSS model fermions prevent the onset of confinement <xref ref-type="bibr" rid="c39 c52">[39,52]</xref> which is observed in the purely bosonic model exactly around <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c40">[40]</xref>. Fast entanglement generation which we observe in our simulation of the BFSS model might be interpreted as a kind of “silver blaze” phenomenon. Namely, for the full quantum dynamics of the BFSS model fermions conspire to completely remove the signatures of confinement-deconfinement transition from physical observables. However, since in our approximation supersymmetry is not conserved, the influence of fermions on the entanglement dynamics is most likely overestimated, which leads to the artificial speed-up of entanglement generation around the to-be deconfinement temperature of the bosonic matrix model. In this respect this speed-up would be consistent with the general expectation that the near-critical regime of quantum systems is more chaotic and exhibits faster scrambling <xref ref-type="bibr" rid="c8 c67">[8,67]</xref>. At even lower temperatures, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> for the BFSS model again approaches the classical Lyapunov exponent, but never decreases below it.</p><p>Finally, in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f8">8</xref> we compare the temperature dependence of the entanglement saturation time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> with that of the characteristic Lyapunov time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, as well as with the MSS bound. The most notable feature is that the entanglement saturation time is always shorter than the characteristic Lyapunov time. These two characteristic timescales become very close to each other and also to the classical Lyapunov time only in the low-temperature regime of the full BFSS model.</p><fig id="f8"><object-id>8</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011.f8</object-id><label>FIG. 8.</label><caption><p>A comparison of the temperature dependence of the leading Lyapunov exponent <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and the inverse entanglement saturation time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the bosonic matrix model and the BFSS model at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula>. We also sketch the MSS bound <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula> as well as the classical Lyapunov exponent given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d41">(41)</xref>.</p></caption><graphic xlink:href="e046011_8.eps"/></fig></sec><sec id="s5c"><label>C.</label><title>Quasinormal ringing and quasinormal frequencies</title><p>While Lyapunov exponents and entanglement generation define the characteristic times for the onset of chaos and spreading of quantum information, the diffusion-driven approach to thermal equilibrium is characterized by another timescale <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> set by the decay rate of the quasinormal ringing and thus is related to the imaginary parts of quasinormal frequencies.</p><p>In our numerical study of Lyapunov distances we drive the system out of the dynamical equilibrium state by introducing a small coordinate shift <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>; see Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref>. When the ringing decays, the system again reaches dynamical equilibrium, but with a slightly different state within the microcanonical ensemble than the initial one. At later times, these states become exponentially far separated, and the exponential growth of the Lyapunov distance sets in. Since the timescale of quasinormal ringing appears to be shorter than the Lyapunov time, we can observe a rather clear decay of quasinormal ringing in the time dependence of Lyapunov distances, as one can see already from Fig. <xref ref-type="fig" rid="f3">3</xref>. On Fig. <xref ref-type="fig" rid="f9">9</xref> we present a better illustration of the quasinormal ringing by showing the time dependence of Lyapunov distances at early times <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> only. The ringing behavior is most clear for the bosonic matrix model. For the full BFSS model and especially for the classical dynamics the onset of exponential growth is sometimes so fast that the ringing cannot be clearly identified.</p><fig id="f9"><object-id>9</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011.f9</object-id><label>FIG. 9.</label><caption><p>Signatures of “quasinormal ringing” in the early-time evolution of the Lyapunov distances <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> for the classical matrix mechanics, bosonic matrix model and the full BFSS model with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> at different temperatures. We plot the results for a single instance of random initial conditions and a single random initial Lyapunov shift <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref>. Where the fits of the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d49">(49)</xref> make sense, we show these fits with dotted lines.</p></caption><graphic xlink:href="e046011_9.eps"/></fig><p>Nevertheless, it is interesting to study the temperature behavior of quasinormal frequencies at least at the qualitative level. To this end we first identify the duration of the ringing as the period of time during which each successive maximum of the Lyapunov distance <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is smaller than the previous one. The mean distance <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⋆</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⋆</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> between successive extrema <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>⋆</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> within this time interval is then used to estimate the real part of the quasinormal frequency as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Re</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. We use a simple arithmetic mean over all the extrema which lie within the time interval where the ringing can be identified. To obtain the imaginary part of the quasinormal frequency, we consider the differences <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⋆</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⋆</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and estimate <disp-formula id="d48"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>Im</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(48)</label></disp-formula>where the mean is again an arithmetic mean over all successive extrema for which <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> shows the characteristic decaying behavior. This prescription for estimating quasinormal frequencies yields exact results for the quasinormal ringing of the form <disp-formula id="d49"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Im</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Re</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(49)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is some physical observable and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> is its thermal expectation value. On Fig. <xref ref-type="fig" rid="f9">9</xref> we also show the fits of the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d49">(49)</xref> as dotted lines, for those datasets for which such fits can be obtained using the above prescription. In practice this means that we can identify a sufficiently large number of consecutively decaying extrema. For a reliable identification of quasinormal frequencies with the smallest imaginary parts (which thus correspond to quasinormal modes with the longest decay time) one needs to analyze the quasinormal ringing at sufficiently late times. For our simulation setup such late times cannot be reached for most datasets due to the onset of exponential Lyapunov growth, and thus our estimates <xref ref-type="disp-formula" rid="d48">(48)</xref> of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Im</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are most likely biased toward somewhat larger values.</p><p>We show our estimates for the real and imaginary parts of the quasinormal frequency <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> associated with the decay of perturbations of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in the bosonic matrix model and in the BFSS model with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f10">10</xref>. For the bosonic matrix model we show the mean values of quasinormal frequencies and the corresponding statistical errors, which can be estimated due to relatively good quality of fits. For the full BFSS model the fits are less reliable, and the standard statistical error does not reflect the fitting uncertainty well. For this case, we thus present only scatter plots of our estimates of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Re</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Im</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for different random initial conditions.</p><fig id="f10"><object-id>10</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.99.046011.f10</object-id><label>FIG. 10.</label><caption><p>Temperature dependence of the real (on the left) and imaginary (on the right) parts of the quasinormal frequency <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> as obtained from the early-time behavior of the Lyapunov distances for the bosonic matrix model and the full BFSS model with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula>. For comparison we also show the temperature dependence of the classical Lyapunov exponent <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d41">(41)</xref>.</p></caption><graphic xlink:href="e046011_10.eps"/></fig><p>The temperature dependence of the real part of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> for the bosonic matrix model is very well approximated by our estimate <xref ref-type="disp-formula" rid="d30">(30)</xref> obtained by linearizing Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> in the vicinity of the thermal state (solid line in the left plot in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f10">10</xref>). To be more precise, due to the squaring of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in our definition of Lyapunov distance we observe oscillations at frequency which is exactly 2 times larger than in <xref ref-type="disp-formula" rid="d30">(30)</xref>; thus in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f10">10</xref> we plot <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p><p>For the full BFSS model the temperature dependence of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> cannot be estimated analytically, as linearization of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> in the vicinity of the maximally symmetric solution <xref ref-type="disp-formula" rid="d18">(18)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> would yield exactly the same result as for the bosonic matrix model. To see the difference we should switch to the interpretation of thermal states in terms of dynamical equilibrium states, where the dynamics cannot be treated analytically. Nevertheless, from the left plot in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f10">10</xref> we see that the temperature dependence of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Re</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for the BFSS model is quite similar to the one for the bosonic matrix model.</p><p>The imaginary part of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> at sufficiently high temperatures turns out to be noticeably larger than the classical Lyapunov exponent. For the bosonic matrix model <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Im</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> quickly approaches zero at low temperatures, following basically the same trend as for the Lyapunov exponents and the entanglement generation rate. This behavior is in agreement with the general expectation that confining gauge theories are less dissipative, as exemplified, for instance, by the temperature dependence of electric conductivity in QCD <xref ref-type="bibr" rid="c68">[68]</xref>.</p><p>In contrast, for the full BFSS model imaginary parts of quasinormal frequencies are much larger and seem to remain finite even at the lowest temperatures that we consider, which is again in agreement with the absence of a confinement regime in the BFSS model. While at very high temperatures we cannot reliably extract <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> from the data, the plot for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>50.0</mml:mn></mml:math></inline-formula> in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f9">9</xref> makes it clear that at this temperature the quasinormal ringing is very similar for the classical matrix mechanics, the bosonic matrix model, and the BFSS model, in agreement with the classicality of the high-temperature limit. The plots in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f9">9</xref> also suggest that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Im</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for the classical theory is still larger than for the BFSS model, except probably for the lowest temperatures. For the bosonic matrix model <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Im</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> takes the smallest values.</p><p>Finally, let us note that at high temperatures we can use Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d30">(30)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="d31">(31)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="d25">(25)</xref>, and <xref ref-type="disp-formula" rid="d23">(23)</xref> to estimate the real part of the quasinormal frequency of the quasinormal ringing of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4.89</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which agrees well with the dependence <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5.152</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> obtained in <xref ref-type="bibr" rid="c60 c69">[60,69]</xref> for the bosonic matrix model using more elaborate dedicated simulations. At the highest temperatures where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Im</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can still be estimated in our simulations, we obtain <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Im</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>Re</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which also roughly agrees with the result of <xref ref-type="bibr" rid="c60 c69">[60,69]</xref>. According to the dual gravity calculation, near zero temperature the quasinormal frequency is proportional to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula> and the ratio <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>Im</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>Re</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is about 1.7 <xref ref-type="bibr" rid="c70">[70]</xref>. While our calculation is too crude to capture the result near <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the observed growth of this ratio follows the right trend.</p></sec></sec><sec id="s6"><label>VI.</label><title>CONCLUSIONS AND OUTLOOK</title><p>Until recently the real-time dynamics of the BFSS model could only be addressed either in the low-energy regime, which is tractable in terms of the dual holographic description, or in the high-energy regime in which the system becomes effectively classical. Our simulations of the corresponding ungauged models <xref ref-type="bibr" rid="c39 c50">[39,50]</xref> within the Gaussian state approximation is a step toward bridging the gap between these two regimes.</p><p>The Gaussian state approximation appears to be much more accurate for the bosonic matrix model than for the BFSS model, as suggested by the quantitatively good agreement of our equation of state <xref ref-type="disp-formula" rid="d23">(23)</xref> with the results of first-principle Monte Carlo simulations <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref>. Our results for the bosonic model are thus likely to be reliable at the quantitative level, while for the BFSS model we can make at most qualitative statements.</p><p>We have explicitly studied and confirmed some of the important features of the real-time dynamics of the bosonic matrix model and the BFSS model which fit expectations either based on general grounds <xref ref-type="bibr" rid="c8">[8]</xref> or motivated by the dual holographic description <xref ref-type="bibr" rid="c4 c5">[4,5]</xref>: <list list-type="roman-lower"><list-item><label>(i)</label><p>Quantum real-time dynamics is characterized by smaller Lyapunov exponents in comparison with the classical system at the same energy. This ensures the validity of the MSS bound <xref ref-type="bibr" rid="c17">[17]</xref> for all energies.</p></list-item><list-item><label>(ii)</label><p>The gauged bosonic matrix model becomes confining and nonchaotic at low temperatures <xref ref-type="bibr" rid="c40 c63">[40,63]</xref>, with Lyapunov exponents being <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> suppressed. At low temperature the gauged and ungauged model should become exponentially close <xref ref-type="bibr" rid="c39 c50">[39,50]</xref>, and hence the Lyapunov exponent of the ungauged model should be exponentially small. We indeed observe such a suppression of Lyapunov exponents in our simulations. Decay time of quasinormal modes and the saturation time for entanglement entropy also become very long.</p></list-item><list-item><label>(iii)</label><p>When fermionic d.o.f. are added, the BFSS model exhibits chaotic behavior and fast decay of quasinormal modes at all temperatures, in agreement with the absence of a confining regime all the way down to zero temperature <xref ref-type="bibr" rid="c39 c52">[39,52]</xref>. The Lyapunov exponents, however, still appear to be smaller than in the classical theory at all temperatures.</p></list-item><list-item><label>(iv)</label><p>Entanglement entropy shows the expected scrambling behavior <xref ref-type="bibr" rid="c8">[8]</xref>: the initial growth followed by saturation at later times. For sufficiently small subsystems, late-time entanglement entropy per d.o.f. for a single pure state in the microcanonical ensemble is equal to the von Neumann entropy per d.o.f. for the thermal density matrix, which illustrates an equivalence between microcanonical and canonical ensembles for the quantum-chaotic system <xref ref-type="bibr" rid="c8">[8]</xref>.</p></list-item><list-item><label>(v)</label><p>The characteristic time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> at which the entanglement entropy reaches saturation is shorter than the quantum Lyapunov time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> (see the discussion below for a possible loophole) and is also much closer to the classical Lyapunov time at high temperatures. In the intermediate- and low-temperature regimes of the BFSS model, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> appears to be close to or even shorter than the classical Lyapunov time, in agreement with the chaoticity of the BFSS model at all temperatures. Nevertheless, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is still longer than the decay time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> of quasinormal modes.</p></list-item></list>Figures <xref ref-type="fig" rid="f8">8</xref> and <xref ref-type="fig" rid="f10">10</xref> provide a compact illustration of these findings.</p><p>Our results for the time dependence of the entanglement entropy are under the best theoretical control, as they are extracted from the early-time behavior for which the Gaussian state approximation should be quantitatively accurate. At the same time, the relatively smooth time dependence allows for a rather unambiguous definition of the entanglement saturation time <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Quasinormal frequencies are also extracted from early-time behavior; however, the extraction of the decay rate of quasinormal modes is not so reliable and unambiguous. On the other hand, Lyapunov distances are extracted from the behavior of Lyapunov distances at relatively late times, where the Gaussian state approximation can be accurate at most qualitatively. Thus while the exponential fits to the time dependence of Lyapunov distances are quite good, our estimates of Lyapunov exponents can still be biased, especially at high temperatures.</p><p>Our real-time analysis might be further improved if one considers correlators with more than two canonical variables, e.g., within the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula>-particle irreducible effective action techniques <xref ref-type="bibr" rid="c71">[71]</xref>. While for higher-dimensional gauge theories the application of such methods faces the difficulty of parametrizing and storing higher-order correlators which depend on many momenta, low dimensionality and numerous (super)symmetries of the BFSS model <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> should significantly reduce the number of independent correlation functions which enter the analysis.</p><p>In fact, we have already tried to extend Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> by incorporating the connected correlator <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and requiring the solution to be <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and rotationally symmetric. Unfortunately, it turned out that such an extension is not intrinsically consistent in that the correlators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> cease to be positive definite after a relatively short evolution time. This indicates the necessity to include correlators of even higher orders into the analysis.</p><p>It would also be interesting to understand the applicability of the Gaussian state approximation to real-time dynamics of higher-dimensional gauge theories, as well as its interpretation in the context of the conventional scale separation between soft-momenta and hard-momenta gauge fields which allows one to treat the dynamics of soft gauge fields classically. In principle, Gaussian state approximation should extend the range of validity of real-time simulations of the Yang-Mills theory beyond that of the classical dynamics at a numerical cost which scales quadratically with spatial volume, which is thus comparable with the numerical cost of real-time simulations with fermions <xref ref-type="bibr" rid="c14 c72">[14,72]</xref>. In particular, in contrast to purely classical dynamics the Gaussian state approximation should be able to incorporate transitions between different topological sectors, and thus might provide an alternative to real-time evolution equations which include Langevin noise to account for the contribution of hard gauge fields <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13">[12,13]</xref>, in particular for problems such as the estimation of the sphaleron rate <xref ref-type="bibr" rid="c73">[73]</xref>.</p></sec></body><back><ack><title>ACKNOWLEDGMENTS</title><p>P. B. is supported by the Heisenberg Fellowship from the German Research Foundation, Project No. BU2626/3-1. M. H. acknowledges JSPS KAKENHI Grant No. 17K14285. M. H. thanks the Erwin Schrödinger International Institute for Mathematics and Physics for the hospitality during the workshop “Matrix Models for Noncommutative Geometry and String Theory.” The authors also acknowledge hospitality of the ECT* Workshop “Quantum Gravity meets Lattice QFT” where part of this work was done. This work was also partially supported by the Department of Energy, Award No. DE-SC0017905. The calculations were performed on the “iDataCool” cluster at Regensburg University and on the LRZ cluster in Garching. The authors acknowledge valuable discussions with D. Berenstein, N. Bodendorfer, D. O’Connor, P. Romatschke, and A. Rothkopf.</p></ack><app-group><app id="app1"><label>APPENDIX A:</label><title>CONSERVED QUANTITIES AND SUPERSYMMETRY FOR BFSS HAMILTONIAN IN THE GAUSSIAN STATE APPROXIMATION</title><p>Equations of motion <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> conserve energy and gauge constraint, which are given by the expectation values of the operators <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d5">(5)</xref>. Yet another obvious integral of motion for the Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> is the total angular momentum, described by the operator <disp-formula id="da1"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(A1)</label></disp-formula>which acts on the vectors and spinors as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p><p>Here we give explicit expressions for these conserved quantities: <disp-formula id="da2"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo id="da2a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="da2a1">+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="da2a1">+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="da2a1">+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="da2a1">+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(A2)</label></disp-formula><disp-formula id="da3"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo id="da3a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="da3a1">-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(A3)</label></disp-formula><disp-formula id="da4"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo id="da4a1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="da4a1">-</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(A4)</label></disp-formula>An explicit demonstration of the conservation of these quantities from Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> is a lengthy but straightforward calculation, which we do not present here in order to save space.</p><p>The conservation of the supersymmetry generators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> in the Gaussian state approximation is a more subtle question. On the one hand, the expectation values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> are zero for our Gaussian state with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and vanishing mixed bosonic-fermionic correlators, and are hence trivially conserved. On the other hand, if the Gaussian state approximation preserved supersymmetry, we should have obtained a zero ground state energy. Since this is not the case, supersymmetry should somehow be violated.</p><p>To understand the fate of supersymmetry in more detail, let us first present an outline of the proof of the conservation of supersymmetry generators <xref ref-type="disp-formula" rid="d6">(6)</xref> from the full Heisenberg equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d7">(7)</xref>, which after some algebra yield <disp-formula id="da5"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(A5)</label></disp-formula>Taking into account the vanishing of the gauge constraint <xref ref-type="disp-formula" rid="d5">(5)</xref> on the physical Hilbert space, we can also rewrite <xref ref-type="disp-formula" rid="da5">(A5)</xref> as <disp-formula id="da6"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(A6)</label></disp-formula>Now one can use the anticommutativity of the operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and the cyclic symmetry of the structure constants <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to transform this expression into <disp-formula id="da7"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo id="da7a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="da7a1">×</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(A7)</label></disp-formula>In other words, the indices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula> are cyclically permuted. But precisely this combination of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi></mml:math></inline-formula> matrices is equal to zero by virtue of the Fierz identity <xref ref-type="disp-formula" rid="de3">(E3)</xref>. Hence the time derivative <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is equal to zero on the physical Hilbert space.</p><p>Now we turn to the Gaussian state approximation and take the limit in which the classical expectation values <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are so large that their quantum dispersions can be neglected. In this case the evolution of the system is described by the classical equations of motion for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, augmented by the fermionic force, and fermions evolve in the classical background of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> variables. This corresponds to the CSFT, which is a standard method for addressing the real-time dynamics of fermions interacting with strong gauge fields; see e.g., <xref ref-type="bibr" rid="c14">[14]</xref>. Since the fermionic part of the BFSS Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> is quadratic in the fermionic fields, the fermionic wave function is always Gaussian and is in one-to-one correspondence with the fermionic correlators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. In this case we can simplify calculations by working directly with the operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> which satisfy the Heisenberg equations of motion. In this limit the supersymmetry generators <xref ref-type="disp-formula" rid="d6">(6)</xref> take the form <disp-formula id="da8"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(A8)</label></disp-formula>Using equations of motion <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref>, after some algebra we can represent the time derivative of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> as <disp-formula id="da9"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(A9)</label></disp-formula>The only difference with the expression <xref ref-type="disp-formula" rid="da5">(A5)</xref> for the full quantum evolution is that two out of three <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> operators are now under the vacuum expectation value brackets. This vacuum expectation value is in fact the expectation value of the fermionic force term <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on the right-hand side of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9b">(9b)</xref> which governs the time evolution of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>.</p><p>It is now easy to see that due to these brackets, one can no longer cyclically permute different <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> operators and use the Fierz identities <xref ref-type="disp-formula" rid="de3">(E3)</xref> as in <xref ref-type="disp-formula" rid="da7">(A7)</xref> to show the conservation of the SUSY charge. One can construct a similar proof by considering arbitrary Gaussian states with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which mix fermionic and bosonic variables. This makes the derivation significantly more involved, but leads to similar conclusions. We thus conclude that supersymmetry is not preserved in the Gaussian state approximation.</p></app><app id="app2"><label>APPENDIX B:</label><title>GROUND STATE AND REAL-TIME EVOLUTION OF MAJORANA FERMIONS</title><p>In our approximation the thermodynamics and the real-time evolution of Majorana fermions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are governed by the fermionic Hamiltonian <disp-formula id="db1"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(B1)</label></disp-formula><disp-formula id="db2"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(B2)</label></disp-formula>where we have introduced a single-particle Hamiltonian <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> which defines the energy levels occupied by Majorana fermions.</p><p>In order to describe the ground state of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, we note that the single-particle Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="db2">(B2)</xref> is a real antisymmetric matrix of size <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>16</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> multiplied by the unit imaginary number <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The eigenvalues of real antisymmetric matrices with even size are purely imaginary and come in conjugate pairs <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>⋯</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Correspondingly, the energy levels of the single-particle Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="db2">(B2)</xref> come in opposite-sign pairs <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, which reflects the particle-antiparticle symmetry of Majorana fermions. In what follows we assume that the index <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>⋯</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> enumerates the positive energy levels <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p><p>It is easy to see that the eigenvectors which correspond to energies <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> are complex conjugate to each other. Splitting these eigenvectors into real and imaginary parts <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>⋯</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="a1" stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we write the eigenvalue equation for the single-particle Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="db2">(B2)</xref> as <disp-formula id="db3"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo id="db3a1">=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indenttarget="db3a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(B3)</label></disp-formula>Completeness and orthogonality of the basis of complex-valued eigenvectors <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> also imply the following completeness and orthogonality relations for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>u</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>: <disp-formula id="db4"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo id="db4a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>·</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indenttarget="db4a1">=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(B4)</label></disp-formula><disp-formula id="db5"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(B5)</label></disp-formula>There are more relations which can be obtained by taking the scalar products of eigenvectors with opposite signs of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ε</mml:mi></mml:math></inline-formula>, but we will not need them here.</p><p>Decomposing the operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in the basis of real vectors <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <disp-formula id="db6"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo id="db6a1">=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indenttarget="db6a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(B6)</label></disp-formula>we can bring our Hamiltonian into the form <disp-formula id="db7"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(B7)</label></disp-formula>Upon this decomposition, the many-body fermionic Hamiltonian completely splits into a sum of independent Hamiltonians for each positive energy level <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. For each <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula> the algebra of operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi>ψ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is isomorphic to the algebra of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> Pauli matrices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>: <disp-formula id="db8"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo id="db8a1">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="db8a1">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="db8a1">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>diag</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(B8)</label></disp-formula>This isomorphism allows one to immediately find the thermal partition function <disp-formula id="db9"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>cosh</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><label>(B9)</label></disp-formula>as well as the fermionic two-point function <disp-formula id="db10"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>Tr</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indentshift="0em" indenttarget="db10a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ϵ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>tanh</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(B10)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>ϵ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> antisymmetric matrix with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>ϵ</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. In this work we use the correlator <xref ref-type="disp-formula" rid="db10">(B10)</xref> in the zero-temperature limit <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math></inline-formula> as the initial condition for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Using the definition <xref ref-type="disp-formula" rid="db6">(B6)</xref> of the operators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and replacing <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>tanh</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we obtain an explicit expression for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the zero-temperature limit: <disp-formula id="db11"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(B11)</label></disp-formula>As a quick check of the above expressions, we note that the expectation value of the fermionic Hamiltonian <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is negative, which can be expected if only the negative energy levels are filled by fermions. However, for Majorana fermions which are their own antiparticles this statement is somewhat subtle.</p><p>Having fixed the initial conditions for the fermionic correlators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we have to solve Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13d">(13d)</xref> which governs the time evolution of this correlator. This can be done by promoting the basis vectors <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to time-dependent functions which satisfy the single-particle Schrödinger equations <disp-formula id="db12"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo id="db12a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indenttarget="db12a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(B12)</label></disp-formula>At <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are defined by <xref ref-type="disp-formula" rid="db3">(B3)</xref>. Since the single-particle Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="db2">(B2)</xref> is time dependent, at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in general no longer related to the eigenstates of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. It is easy to check that the two-point function <xref ref-type="disp-formula" rid="db11">(B11)</xref> with time-dependent functions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which satisfy Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="db12">(B12)</xref> solves equation <xref ref-type="disp-formula" rid="d13d">(13d)</xref>. In the literature on real-time simulations within the CSFT approximation the functions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are commonly referred to as mode functions <xref ref-type="bibr" rid="c14 c72">[14,72]</xref>.</p><p>This way of solving Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13d">(13d)</xref> requires at least 2 times less memory and CPU time than a straightforward solution. For illustration, we present the equation of motion for the bosonic momenta <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in terms of mode functions: <disp-formula id="db13"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(B13)</label></disp-formula></p></app><app id="app3"><label>APPENDIX C:</label><title>SYMPLECTIC STRUCTURE IN THE GAUSSIAN STATE APPROXIMATION</title><p>As discussed in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s5b">V B</xref>, a necessary and sufficient condition for a general Gaussian density matrix to describe a pure state is that the corresponding correlator matrix <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> should have symplectic eigenvalues all equal to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>. In this Appendix we demonstrate that Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> conserve symplectic eigenvalues of the correlator matrix <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> and hence evolve pure states into pure states. For mixed states this property obviously implies the conservation of von Neumann and Rényi entropies.</p><p>To begin with, we introduce the condensed index notation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and rewrite Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> as <disp-formula id="dc1"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo id="dc1a1">=</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="dc1a1">=</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="dc1a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="dc1a1">-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(C1)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the shorthand notation for the coefficients of the quartic term in the Hamiltonian <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref>, which thus takes the form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p><p>It is now convenient to introduce the symmetric and real matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and to treat the correlators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as matrices, omitting their indices. This allows one to write equations <xref ref-type="disp-formula" rid="dc1">(C1)</xref> in a particularly simple form: <disp-formula id="dc2"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo id="dc2a1">=</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="dc2a1">=</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="dc2a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(C2)</label></disp-formula>We now combine all the correlators in the block matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:math></inline-formula> given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> and introduce the block matrix <disp-formula id="dc3"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">ϒ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>I</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(C3)</label></disp-formula>In terms of the symplectic form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:math></inline-formula> defined in <xref ref-type="disp-formula" rid="d15">(15)</xref> and the matrices <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">ϒ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="dc2">(C2)</xref> can be written as <disp-formula id="dc4"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">ϒ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">ϒ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(C4)</label></disp-formula>The commutator structure on the right-hand side implies that the eigenvalues of the matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:math></inline-formula> are conserved during the evolution described by Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="dc1">(C1)</xref>, which are a compact representation of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref>. Since the eigenvalues of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:math></inline-formula> are the symplectic eigenvalues of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi></mml:math></inline-formula> which determine whether the state is pure, we have thus proven that pure states are evolved into pure states. While the form of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="dc1">(C1)</xref> is only valid for models with quartic interactions, our proof can easily be generalized for other Hamiltonians. In particular, the effect of Majorana fermions can easily be incorporated as a time-dependent linear potential in addition to the quartic potential.</p></app><app id="app4"><label>APPENDIX D:</label><title>NUMERICAL DISCRETIZATION OF EQS. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> AND <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref></title><p>In order to solve Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d9">(9)</xref> numerically, we employ the leap-frog discretization <xref ref-type="bibr" rid="c14 c72">[14,72]</xref> with time step <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula>, which has the advantage of being numerically stable and phase space volume preserving. We enumerate the discrete steps of the numerical evolution by the discrete variable <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math></inline-formula>. In each evolution step we first update the bosonic momenta, <disp-formula id="dd1"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(D1)</label></disp-formula>where we have used the matrix notation as in <xref ref-type="disp-formula" rid="d4">(4)</xref> for shortness. Next, the fermionic mode functions are updated: <disp-formula id="dd2"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo id="dd2a1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="dd2a1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(D2)</label></disp-formula>Evolution equations for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> take the same form. This evolution scheme corresponds to using the symmetric discretization of the time derivative on the real time axis, which admits also the propagation of lattice doubler modes. Since these doubler modes correspond to Majorana-Weyl fermions of opposite helicity, together with the physical modes they will form (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>)-dimensional Dirac fermions. This enhancement of the fermionic Hilbert space could potentially spoil some of the nice properties of the BFSS model; thus it is very important to prevent the doubler modes from being excited. The second equation in <xref ref-type="disp-formula" rid="dd2">(D2)</xref> ensures that the doubler modes remain practically unexcited for sufficiently long evolution time <xref ref-type="bibr" rid="c72">[72]</xref>.</p><p>After that we update the bosonic correlators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> according to Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13b">(13b)</xref>: <disp-formula id="dd3"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo id="dd3a1">=</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="dd3a1">+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="dd3a1">=</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="dd3a1">+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(D3)</label></disp-formula>where we have used the shorthand notations of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="dc1">(C1)</xref>.</p><p>Finally, the variables <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are updated: <disp-formula id="dd4"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(D4)</label></disp-formula><disp-formula id="dd5"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo id="dd5a1">=</mml:mo><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="dd5a1">+</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>⟪</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>⟫</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>τ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(D5)</label></disp-formula></p><p>The commutator representation <xref ref-type="disp-formula" rid="dc4">(C4)</xref> of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> allows one to devise a better discretization which would involve symmetrized time derivatives, similar to discrete equations <xref ref-type="disp-formula" rid="dd2">(D2)</xref> for fermionic mode functions. We have not yet implemented this option into our simulations, and we simply achieve a comparable precision by using smaller discrete time step <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p><p>All the data presented in the main text of the paper were obtained with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Such a rescaling with respect to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is necessary, since at different <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> the dynamics is characterized by very different timescales which also require different discretization steps to achieve the same accuracy. In order to check the effect of discretization artifacts on our simulations, we have also performed several simulations with 2 times smaller time step <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and checked that these simulations yield practically the same results for all parameter sets that we have used.</p></app><app id="app5"><label>APPENDIX E:</label><title>PAULI MATRICES IN <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:math></inline-formula> SPATIAL DIMENSIONS</title><p>We use the following explicit form of the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> matrices: <disp-formula id="de1"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo id="de1a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="de1a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="de1a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="de1a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="de1a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⊗</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(E1)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the conventional <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> Pauli matrices. We note that despite <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> being complex and antisymmetric, it always enters the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi></mml:math></inline-formula> matrices twice. Thus, the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi></mml:math></inline-formula> matrices are manifestly real and symmetric.</p><p>To demonstrate the conservation of the angular momentum <xref ref-type="disp-formula" rid="da1">(A1)</xref>, one also needs the commutation relations between <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi></mml:math></inline-formula> matrices and their commutators <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (which can also be interpreted as the generators of rotations in the space of Majorana-Weyl spinors): <disp-formula id="de2"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(E2)</label></disp-formula></p><p>For the proof of the conservation of supersymmetry generators <xref ref-type="disp-formula" rid="d6">(6)</xref> outlined in Appendix <xref ref-type="app" rid="app1">A</xref> one also needs the Fierz identity <disp-formula id="de3"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="de3a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(E3)</label></disp-formula>as well as the following identity for the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> matrices: <disp-formula id="de4"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="de4a1">=</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(E4)</label></disp-formula></p></app></app-group><ref-list><ref id="c1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>1</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. Sachdev</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>105</volume>, <page-range>151602</page-range> (<year>2010</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.105.151602</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>2</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Maldacena</string-name> and <string-name>D. Stanford</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>94</volume>, <page-range>106002</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.94.106002</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>3</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. Banks</string-name>, <string-name>W. Fischler</string-name>, <string-name>S. H. Shenker</string-name>, and <string-name>L. Susskind</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>55</volume>, <page-range>5112</page-range> (<year>1997</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.55.5112</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>4</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>B. de Wit</string-name>, <string-name>J. Hoppe</string-name>, and <string-name>H. Nicolai</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B305</volume>, <page-range>545</page-range> (<year>1988</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0550-3213(88)90116-2</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>5</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. Witten</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B460</volume>, <page-range>335</page-range> (<year>1996</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0550-3213(95)00610-9</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>6</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>G. K. Savvidy</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B246</volume>, <page-range>302</page-range> (<year>1984</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0550-3213(84)90298-0</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>7</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. Iizuka</string-name> and <string-name>J. Polchinski</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>10</issue> (<volume>2008</volume>) <page-range>028</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1126-6708/2008/10/028</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>8</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>Y. Sekino</string-name> and <string-name>L. Susskind</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>10</issue> (<volume>2008</volume>) <page-range>065</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1126-6708/2008/10/065</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>9</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. Gelis</string-name> and <string-name>B. Schenke</string-name></person-group>, <source>Annu. Rev. Nucl. Part. Sci.</source> <volume>66</volume>, <page-range>73</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">ARPSDF</pub-id><issn>0163-8998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1146/annurev-nucl-102115-044651</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>10</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>K. Fukushima</string-name> and <string-name>F. Gelis</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>A874</volume>, <page-range>108</page-range> (<year>2012</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.nuclphysa.2011.11.003</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>11</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. Romatschke</string-name></person-group>, <source>Eur. Phys. J. C</source> <volume>77</volume>, <page-range>21</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">EPCFFB</pub-id><issn>1434-6044</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1140/epjc/s10052-016-4567-x</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>12</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Bödeker</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>426</volume>, <page-range>351</page-range> (<year>1998</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/S0370-2693(98)00279-2</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>13</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. Arnold</string-name>, <string-name>D. T. Son</string-name>, and <string-name>L. G. Yaffe</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>59</volume>, <page-range>105020</page-range> (<year>1999</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.59.105020</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>14</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>V. Kasper</string-name>, <string-name>F. Hebenstreit</string-name>, and <string-name>J. Berges</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>90</volume>, <page-range>025016</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.90.025016</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>15</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. I. Larkin</string-name> and <string-name>Y. N. Ovchinnikov</string-name></person-group>, <source>JETP</source> <volume>28</volume>, <page-range>1200</page-range> (<year>1969</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>16</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Almheiri</string-name>, <string-name>D. Marolf</string-name>, <string-name>J. Polchinski</string-name>, <string-name>D. Stanford</string-name>, and <string-name>J. Sully</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>09</issue> (<volume>2013</volume>) <page-range>018</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP09(2013)018</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>17</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Maldacena</string-name>, <string-name>S. H. Shenker</string-name>, and <string-name>D. Stanford</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>08</issue> (<volume>2016</volume>) <page-range>106</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP08(2016)106</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>18</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. T. Son</string-name> and <string-name>A. O. Starinets</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>09</issue> (<volume>2002</volume>) <page-range>042</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1126-6708/2002/09/042</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>19</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. A. Konoplya</string-name> and <string-name>A. Zhidenko</string-name></person-group>, <source>Rev. Mod. Phys.</source> <volume>83</volume>, <page-range>793</page-range> (<year>2011</year>).<pub-id pub-id-type="coden">RMPHAT</pub-id><issn>0034-6861</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/RevModPhys.83.793</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>20</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>B. Craps</string-name>, <string-name>O. Evnin</string-name>, and <string-name>K. Nguyen</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>02</issue> (<volume>2017</volume>) <page-range>041</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP02(2017)041</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>21</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. Itzhaki</string-name>, <string-name>J. M. Maldacena</string-name>, <string-name>J. Sonnenschein</string-name>, and <string-name>S. Yankielowicz</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>58</volume>, <page-range>046004</page-range> (<year>1998</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.58.046004</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>22</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. T. Asplund</string-name>, <string-name>D. Berenstein</string-name>, and <string-name>D. Trancanelli</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>107</volume>, <page-range>171602</page-range> (<year>2011</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.107.171602</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>23</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. T. Asplund</string-name>, <string-name>D. Berenstein</string-name>, and <string-name>E. Dzienkowski</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>87</volume>, <page-range>084044</page-range> (<year>2013</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.87.084044</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>24</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. Aoki</string-name>, <string-name>M. Hanada</string-name>, and <string-name>N. Iizuka</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>07</issue> (<volume>2015</volume>) <page-range>029</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP07(2015)029</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>25</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>G. Gur-Ari</string-name>, <string-name>M. Hanada</string-name>, and <string-name>S. H. Shenker</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>02</issue> (<volume>2016</volume>) <page-range>091</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP02(2016)091</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>26</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. Berkowitz</string-name>, <string-name>M. Hanada</string-name>, and <string-name>J. Maltz</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>94</volume>, <page-range>126009</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.94.126009</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c27"><label>[27]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>27</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>I. Y. Aref’eva</string-name>, <string-name>P. B. Medvedev</string-name>, <string-name>O. A. Rytchkov</string-name>, and <string-name>I. V. Volovich</string-name></person-group>, <source>Chaos Solitons Fractals</source> <volume>10</volume>, <page-range>213</page-range> (<year>1999</year>).<pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/S0960-0779(98)00159-3</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c28"><label>[28]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>28</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>I. Y. Aref’eva</string-name>, <string-name>A. S. Koshelev</string-name>, and <string-name>P. B. Medvedev</string-name></person-group>, <source>Mod. Phys. Lett. A</source> <volume>13</volume>, <page-range>2481</page-range> (<year>1998</year>).<pub-id pub-id-type="coden">MPLAEQ</pub-id><issn>0217-7323</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1142/S0217732398002643</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c29"><label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>29</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Axenides</string-name>, <string-name>E. Floratos</string-name>, and <string-name>G. Linardopoulos</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>773</volume>, <page-range>265</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physletb.2017.08.036</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c30"><label>[30]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>30</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Axenides</string-name>, <string-name>E. Floratos</string-name>, and <string-name>G. Linardopoulos</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>97</volume>, <page-range>126019</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.97.126019</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c31"><label>[31]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>31</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Viennot</string-name> and <string-name>L. Aubourg</string-name></person-group>, <source>Classical Quantum Gravity</source> <volume>35</volume>, <page-range>135007</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">CQGRDG</pub-id><issn>0264-9381</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1361-6382/aac603</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c32"><label>[32]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>32</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Chowdhury</string-name> and <string-name>B. Swingle</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>96</volume>, <page-range>065005</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.96.065005</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c33"><label>[33]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>33</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. J. Klug</string-name>, <string-name>M. S. Scheurer</string-name>, and <string-name>J. Schmalian</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. B</source> <volume>98</volume>, <page-range>045102</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRBMDO</pub-id><issn>2469-9950</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevB.98.045102</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c34"><label>[34]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>34</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. N. Page</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>71</volume>, <page-range>1291</page-range> (<year>1993</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.71.1291</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c35"><label>[35]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>35</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Berenstein</string-name></person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1803.02396</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c36"><label>[36]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>36</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>W. H. Zurek</string-name> and <string-name>J. P. Paz</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>72</volume>, <page-range>2508</page-range> (<year>1994</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.72.2508</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c37"><label>[37]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>37</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. T. Asplund</string-name> and <string-name>D. Berenstein</string-name></person-group>, <source>Ann. Phys. (Amsterdam)</source> <volume>366</volume>, <page-range>113</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">APNYA6</pub-id><issn>0003-4916</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.aop.2015.12.012</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c38"><label>[38]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>38</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. Bianchi</string-name>, <string-name>L. Hackl</string-name>, and <string-name>N. Yokomizo</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>03</issue> (<volume>2018</volume>) <page-range>025</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP03(2018)025</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c39"><label>[39]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>39</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. Berkowitz</string-name>, <string-name>M. Hanada</string-name>, <string-name>E. Rinaldi</string-name>, and <string-name>P. Vranas</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>06</issue> (<volume>2018</volume>) <page-range>124</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP06(2018)124</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c40"><label>[40]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>40</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. Kawahara</string-name>, <string-name>J. Nishimura</string-name>, and <string-name>S. Takeuchi</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>10</issue> (<volume>2007</volume>) <page-range>097</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1126-6708/2007/10/097</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c41"><label>[41]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>41</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. J. Heller</string-name></person-group>, <source>J. Chem. Phys.</source> <volume>62</volume>, <page-range>1544</page-range> (<year>1975</year>).<pub-id pub-id-type="coden">JCPSA6</pub-id><issn>0021-9606</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1063/1.430620</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c42"><label>[42]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>42</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. A. Poulsen</string-name>, <string-name>S. Svensson</string-name>, and <string-name>G. Nyman</string-name></person-group>, <source>AIP Adv.</source> <volume>7</volume>, <page-range>115018</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">AAIDBI</pub-id><issn>2158-3226</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1063/1.5004757</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c43"><label>[43]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>43</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Broeckhove</string-name>, <string-name>L. Lathouwers</string-name>, and <string-name>P. van Leuven</string-name></person-group>, <source>J. Mol. Struct.</source> <volume>199</volume>, <page-range>245</page-range> (<year>1989</year>).<pub-id pub-id-type="coden">JMOSB4</pub-id><issn>0022-2860</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0166-1280(89)80056-9</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c44"><label>[44]</label><mixed-citation publication-type="book"><object-id>44</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. Ring</string-name> and <string-name>P. Schuck</string-name></person-group>, <source>The Nuclear Many-Body Problem</source> (<publisher-name>Springer</publisher-name>, Berlin, <year>2004</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c45"><label>[45]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>45</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. W. O’Connor</string-name>, <string-name>S. Tomsovic</string-name>, and <string-name>E. J. Heller</string-name></person-group>, <source>Physica (Amsterdam)</source> <volume>55D</volume>, <page-range>340</page-range> (<year>1992</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PDNPDT</pub-id><issn>0167-2789</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0167-2789(92)90064-T</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c46"><label>[46]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>46</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>L. Kaplan</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. E</source> <volume>70</volume>, <page-range>026223</page-range> (<year>2004</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRESCM</pub-id><issn>1539-3755</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevE.70.026223</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c47"><label>[47]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>47</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>H. Hasegawa</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. A</source> <volume>378</volume>, <page-range>691</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLAAG</pub-id><issn>0375-9601</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physleta.2013.12.035</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c48"><label>[48]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>48</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. V. Buividovich</string-name>, <string-name>M. Hanada</string-name>, and <string-name>A. Schäfer</string-name></person-group>, <source>EPJ Web Conf.</source> <volume>175</volume>, <page-range>08006</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">EWCPBI</pub-id><issn>2100-014X</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1051/epjconf/201817508006</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c49"><label>[49]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>49</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>B. de Wit</string-name>, <string-name>M. Luscher</string-name>, and <string-name>H. Nicolai</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B320</volume>, <page-range>135</page-range> (<year>1989</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0550-3213(89)90214-9</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c50"><label>[50]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>50</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Maldacena</string-name> and <string-name>A. Milekhin</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>04</issue> (<volume>2018</volume>) <page-range>084</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP04(2018)084</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c51"><label>[51]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>51</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. O’Connor</string-name> and <string-name>V. G. Filev</string-name></person-group>, <source>Proc. Sci.</source>, <issue>CORFU2015</issue> (<volume>2016</volume>) <page-range>111</page-range> [<pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1605.01611</pub-id>].</mixed-citation></ref><ref id="c52"><label>[52]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>52</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>K. N. Anagnostopoulos</string-name>, <string-name>M. Hanada</string-name>, <string-name>J. Nishimura</string-name>, and <string-name>S. Takeuchi</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>100</volume>, <page-range>021601</page-range> (<year>2008</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.100.021601</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c53"><label>[53]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>53</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>L. Bombelli</string-name>, <string-name>R. K. Koul</string-name>, <string-name>J. Lee</string-name>, and <string-name>R. D. Sorkin</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>34</volume>, <page-range>373</page-range> (<year>1986</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.34.373</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c54"><label>[54]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>54</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. D. Sorkin</string-name></person-group>, <source>J. Phys. Conf. Ser.</source> <volume>484</volume>, <page-range>012004</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">JPCSDZ</pub-id><issn>1742-6588</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1742-6596/484/1/012004</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c55"><label>[55]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>55</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Saravani</string-name>, <string-name>R. D. Sorkin</string-name>, and <string-name>Y. K. Yazdi</string-name></person-group>, <source>Classical Quantum Gravity</source> <volume>31</volume>, <page-range>214006</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">CQGRDG</pub-id><issn>0264-9381</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/0264-9381/31/21/214006</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c56"><label>[56]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>56</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Berges</string-name>, <string-name>S. Floerchinger</string-name>, and <string-name>R. Venugopalan</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>04</issue> (<volume>2018</volume>) <page-range>145</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP04(2018)145</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c57"><label>[57]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>57</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. V. Turbiner</string-name></person-group>, <source>Lett. Math. Phys.</source> <volume>74</volume>, <page-range>169</page-range> (<year>2005</year>).<pub-id pub-id-type="coden">LMPHDY</pub-id><issn>0377-9017</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/s11005-005-0012-z</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c58"><label>[58]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>58</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>V. G. Filev</string-name> and <string-name>D. O’Connor</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>05</issue> (<volume>2016</volume>) <page-range>167</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP05(2016)167</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c59"><label>[59]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>59</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>H. Gharibyan</string-name>, <string-name>M. Hanada</string-name>, <string-name>B. Swingle</string-name>, and <string-name>M. Tezuka</string-name></person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1809.01671</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c60"><label>[60]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>60</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. Aprile</string-name> and <string-name>F. Sanfilippo</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>09</issue> (<volume>2017</volume>) <page-range>048</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP09(2017)048</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c61"><label>[61]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>61</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. D. Bekenstein</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>23</volume>, <page-range>287</page-range> (<year>1981</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.23.287</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c62"><label>[62]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>62</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. N. Page</string-name></person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1804.10623</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c63"><label>[63]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>63</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>O. Aharony</string-name>, <string-name>J. Marsano</string-name>, <string-name>S. Minwalla</string-name>, and <string-name>T. Wiseman</string-name></person-group>, <source>Classical Quantum Gravity</source> <volume>21</volume>, <page-range>5169</page-range> (<year>2004</year>).<pub-id pub-id-type="coden">CQGRDG</pub-id><issn>0264-9381</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/0264-9381/21/22/010</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c64"><label>[64]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>64</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. V. Buividovich</string-name> and <string-name>M. I. Polikarpov</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>670</volume>, <page-range>141</page-range> (<year>2008</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physletb.2008.10.032</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c65"><label>[65]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>65</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>W. Donnelly</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>85</volume>, <page-range>085004</page-range> (<year>2012</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.85.085004</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c66"><label>[66]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>66</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. Kunihiro</string-name>, <string-name>B. Müller</string-name>, <string-name>A. Ohnishi</string-name>, and <string-name>A. Schäfer</string-name></person-group>, <source>Prog. Theor. Phys.</source> <volume>121</volume>, <page-range>555</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PTPKAV</pub-id><issn>0033-068X</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1143/PTP.121.555</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c67"><label>[67]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>67</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>G. Dvali</string-name>, <string-name>A. Franca</string-name>, <string-name>C. Gomez</string-name>, and <string-name>N. Wintergerst</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>92</volume>, <page-range>125002</page-range> (<year>2015</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.92.125002</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c68"><label>[68]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>68</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>G. Aarts</string-name>, <string-name>C. Allton</string-name>, <string-name>A. Amato</string-name>, <string-name>P. Giudice</string-name>, <string-name>S. Hands</string-name>, and <string-name>J. Skullerud</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>02</issue> (<volume>2015</volume>) <page-range>186</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP02(2015)186</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c69"><label>[69]</label><mixed-citation publication-type="misc"><object-id>69</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Hanada</string-name></person-group>, <source>Can we study real time dynamics of string theory?</source>, Yukawa Institute for Theoretical Physics (<year>2018</year>), <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~nfst2018/Slide/Hanada.pdf">http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~nfst2018/Slide/Hanada.pdf</ext-link>.</mixed-citation></ref><ref id="c70"><label>[70]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>70</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. Iizuka</string-name>, <string-name>D. Kabat</string-name>, <string-name>G. Lifschytz</string-name>, and <string-name>D. A. Lowe</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>68</volume>, <page-range>084021</page-range> (<year>2003</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.68.084021</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c71"><label>[71]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>71</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Berges</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>70</volume>, <page-range>105010</page-range> (<year>2004</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.70.105010</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c72"><label>[72]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>72</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. Borsanyi</string-name> and <string-name>M. Hindmarsh</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>79</volume>, <page-range>065010</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.79.065010</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c73"><label>[73]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>73</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>Y. Akamatsu</string-name>, <string-name>A. Rothkopf</string-name>, and <string-name>N. Yamamoto</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>03</issue> (<volume>2016</volume>) <page-range>210</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP03(2016)210</pub-id></mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
